Обозначение кварцевых резонаторов: Кварцевые резонаторы на частоты от 8 до 50МГц SMD кварцы маркировка характеристики корпуса

Кварцевые резонаторы на частоты от 8 до 50МГц SMD кварцы маркировка характеристики корпуса

Мы надеемся, что вся информация, представленная в каталоге, будет полезна и производителям промэлектроники, и сервисным центрам, и радиолюбителям.

Информация по размерам контактных площадок электронных компонентов, применяемых для разработки, сборки и монтажа печатных плат, находится в разделе Печатные платы.

Кварцевые резонаторы SMD 3225 Цены в формате  .pdf,  .xls Купить Кварцевые резонаторы SMD 5032 Цены в формате  .pdf,  .xls Купить Кварцевые резонаторы SMD 7050 серия MQ Цены в формате  . pdf,  .xls Купить Упаковка: В блистр-ленте на катушке диаметром 180 мм по 1000 кварцевых резонаторов. Возможна поставка кварцевых резонаторов на частоты заказчика: 5032 – в диапазоне 8,0…80,0МГц., 7050 – в диапазоне 8,0…110,0МГц. При заказе от 1000 штук. Корпуса кварцев в SMD исполнение Типоразмер A B C D E SX3225 3,5 мм 2,2 мм 1,2 мм 1,6 мм 0,7мм 5032 (MJ) 5,0 мм 3,2 мм 2,6 мм 2,3 мм 0,8 мм 7050 (MQ) 7,0 мм 5,0 мм 4,6 мм 2,5 мм 1,3 мм Технические характеристики кварцевых резонаторов для поверхностного монтажа Маркировка резонатора Диапазон частот Емкость нагрузки Шунтирующая емкость Сопротивление потерь Отклонение частоты Температурная стабильность Долговременная стабильность SX3225 8,0…80 МГц 8, 12 пФ 3,0 пФ типовая 70 Ом 10, 30 ppm ± 10,± 30 ppm ± 2 ppm, ± 5 ppm MJ (5032) 8,0…80 МГц 12 пФ 3,0 пФ типовая 25 Ом 30 ppm ± 20 ppm ± 2 ppm MQ (7050) 8,0…110 МГц 12 пФ 3,0 пФ типовая 25 Ом 25 ppm ± 20 ppm ± 2 ppm Кварцевые резонаторы представляют собой кристалл кварца с нанесенными на его поверхность двумя электродами. Кристалл закреплен в корпусе, при подаче на него переменного электрического напряжения, система меняет свои механические характеристики. При совпадении часто электрического воздействия и собственного резонанса кварцевой механической системы происходит понижение затрат энергии необходимой для поддержания генерации. Это свойство используется в колебательном контуре, включенном в цепь генератора частоты. Высокая добротность резонансной характеристики колебательного контура используемой в схеме генератора позволяет получать стабильную частоту на его выходе. SMD кварцевые генераторы широко используются в изделиях электронной техники в качестве генераторов тактовой частоты синхронизирующих работу узлов и блоков приборов. Предельное значение резонансной частоты кварцевого резонатора ограничено механическими размерами и свойствами структуры кристалла, имеют максимальное значение частоты около 150МГц в случае использования мезо структуры резонатора. В SMD корпусах аналогичных типоразмеров 5032 и 7050 поставляются кварцевые тактовые генераторы для поверхностного монтажа в диапазоне частот от 6МГц до 150МГц. В SMD корпусах меньших типоразмеров SS и 3215 поставляются часовые кварцевые резонаторы. Для бюджетных применений предназначен микроминиатюрный керамический SMD резонатор Murata на 16МГц. Для стабилизации более высоких частот применяют SMD ПАВ резонаторы на 433,92МГц Технические характеристики и маркировка кварцевых резонаторов SMD SX3225 для поверхностного монтажа Технические характеристики и маркировка кварцевых резонаторов SMD 5032 для поверхностного монтажа Технические характеристики и маркировка кварцевых резонаторов SMD 7050 для поверхностного монтажа

Корзина Корзина пуста

ГОСТ 27124-86 | ООО Пьезотрон

По частоте и другим электрическим параметрам кварцевые резонаторы подразделяются на типономиналы.

Полное условное обозначение, присваемое конкретным резонаторам должно состоять из следующих элементов:

• Первый элемент – буквы РК (резонатор кварцевый).
• Второй элемент – двух- или трёхзначное число, обозначающее регистрационный номер типа резонатора (01,02,03…).
   (Пример обозначения типа кварцевого резонатора с регистрационным номером 15:
  РК15)
• Третий элемент – число, обозначающее класс точности настройки резонатора в соответствии с ГОСТ 27124-86.
  Точность настройки, обозначение класса точности настройки должны соответствовать значениям, установленным в табл. 1.

Точность настройки х10-6	Обозначение класса точности настройки
±0,5	1
±1,0	2
±1,5	12
±2,0	13
±2,5	14
±3,0	3
±5,0	4
±7,5	15
±10,0	5
±15,0	6
±20,0	7
±25,0	16
±30,0	8
±50,0	9
±75,0	10
±100,0	11
±150,0	17
±200,0	18
±500,0	19
±750,0	20
±1000,0	21
±5000,0	22

• Четвертый элемент – буква, обозначающая интервал рабочих температур резонатора.
  Интервал рабочих температур, обозначение интервала рабочих температур и температура настройки должны соответствовать значениям, приведенным в табл. 2.

Интервал рабочих температур, °С	Обозначение интервала рабочих температур	Температура настройки, °С
0+45	Л	25±1
0+50	М	25±1
0+60	Н	25±1
-10+60	А	25±1
-10+80	Ш	25±1
-20+70	П	25±1
-25+55	Р	25±1
-30+60	Б	25±1
-40+70	В	25±1
-40+85	С	25±1
-60+70	Г	25±1
-60+85	Д	25±1
-60+90	Т	25±1
-60+100(105)	Е	25±1
45-55	У	50±0,5(1,0*)
50-60	Ф	55±0,5(1,0*)
55-65	Ж	60±0,5(1,0*)
65-75	И	70±0,5(1,0*)
65-78	Х	70±0,5
75-85	К	80±0,5(1,0*)
69-71	Ц	70±0,1
79-81	Ч	80±0,1

 * Значения допусков температуры настройки, допустимые для резонаторов, разработанных до введения настоящего стандарта.

• Пятый элемент – буква, обозначающая класс максимального относительного изменения рабочей частоты резонатора в интервале рабочих температур в соответствии с ГОСТ 27124-86.
  
  Максимальное относительное изменение рабочей частоты в интервале рабочих температур должно соответствовать значениям, приведённым в табл. 3.

Максимальное относительное изменение в интервале рабочих температур, х10-6	Обозначение класса максимального относительного изменения рабочей частоты в интервале рабочих температур	Резонаторы с широким интервалом рабочих температур
±0,1	A	–
±0,2	Б	–
±0,5	В	–
±1,0	Г	–
±1,5	Д	–
±2,0	Е	–
±2,5	Ж	–
±3,0	И	+
±5,0	К	+
±7,5	Л	+
±10,0	М	+
±15,0	Н	+
±20,0	П	+
±25,0	Р	+
±30,0	С	+
±35,0	Ф	+
±40,0	Т	+
±50,0	У	+
±75,0*	Ы	+
±100,0*	Х	+
±150,0*	Ц	+
±200,0*	Ч	+
±250,0*	Ю	+
±300,0*	Ш	+
±400,0*	Я	+
±500,0*	Ь	+
±600,0*	Щ	+
±700,0*	Ъ	+
±800,0*	Э	+
±900,0*	а	+
±1000,0*	б	+

 * Значение для пьезоэлектрических резонаторов, кроме кварцевых резонаторов с углами срезов yxL/+β (где +34°00’≤β≤+35°30′).

• Шестой элемент – число, обозначающее частоту (или шифр частоты резонатора), и буква, обозначающая единицу измерения частоты (для резонаторов, работающих на колебаниях первого порядка – буква К (кГц), на колебаниях высшего порядка – буква М (МГц). При указании шифра частоты единица измерения частоты не указывается. Для резонаторов с несколькими пьезоэлементами частоты записываются в виде дроби (например, 105/106/108К ).
• Седьмой элемент – буква В, обозначающая всеклиматическое исполнение резонатора. В случае обычного исполнения (У, ХЛ) седьмой элемент не указывается.

Кое-что о кварцевых резонаторах

Еще совсем недавно 10-15 лет назад на рынке кварцевых изделий стран бывшего СССР безраздельно господствовали 3-4 отечественных производителя кварцевых резонаторов, кварцевых генераторов и кварцевых фильтров со своей добротной, но,  к сожалению,  технически устаревшей продукцией. Несомненным плюсом для потребителей того времени была абсолютная определенность типов, технических требований, параметров качества и надежности, установленными в соответствии с ТУ и ГОСТами для большинства кварцевых изделий, имеющихся  на рынке.

Ситуация кардинально изменилась с открытием западных  и, особенно, восточных рынков, когда на отечественных производителей электронной аппаратуры буквально обрушился поток предложений по поставке кварцевых изделий со всевозможных стоковых складов и разного рода малоизвестных производителей.

С одной стороны в этом был и есть очевидный прогресс, так как появился выбор – основа рыночных отношений. Ведь те потребители, которых не особо заботит качество и надежность выпускаемой продукции могут без проблем использовать дешевые резонаторы со стоковых складов из числа тех, от которых по понятным причинам отказались зарубежные производители электронной техники. Такие кварцевые изделия, как правило, характеризуются низкой ценой (зачастую ниже себестоимости при их производстве) большой номенклатурой частот и корпусов, а также совершенно  неопределенными параметрами, неизвестной датой выпуска (может превышать 15 и  более лет) и отсутствием гарантии нормальной работоспособности. Отличительные особенности такого рода кварцевых резонаторов приведены в таблице на примере сравнения их с кварцевыми резонаторами немецкой фирмы JAUCH, философия которой основывается на следующих постулатах: технический прогресс – высочайшее качество – конкурентная цена – всеобъемлющий сервис.

Таблица предназначена прежде всего для производителей электронной аппаратуры, которые строят свою техническую политику на применении самых современных комплектующих,  для которых качество, надежность и гарантии работоспособности аппаратуры являются основой для  продвижения своего продукта на рынки и залогом дальнейшего развития. Приведенные в таблице сведения помогут конструкторам избежать многих ошибок при применении того или иного кварцевого резонатора, а работникам служб  комплектации  – при их закупках.

Руководитель Бюро применения JAUCH QUARTZ GmbH.

Тел./факс 8-10-375-17-209-69-97, тел. 8-10-375-17-209-68-09

Характеристика	Дешевые кварцевые резонаторы	Резонаторы Jauch Quartz	Комментарии
Внешний вид	Нет видимых отличий по сравнению с высококачественными кварцевыми резонаторами.	Внешний вид кварцевых резонаторов Jauch Quartz должен соответсвовать требованиям каталога по типам, размерам, маркировке, упаковке и т.п.	Поверхностный контроль внешнего вида зачастую бывает ошибочным, так как не гарантирует работоспо-собности изделия в аппаратуре заказчика. Необходимо наличие контроля на соответствие требованиям каталога.
Маркировка	• Присутствует только частота • Нет обозначения : – принадлежности фирмы-изготовителя – емкости нагрузки – даты изготовления • Маркировка в основном наносится краской, частично размазана, плохо читается. Лазерная маркировка с нечеткими переходами, часто наблюдается наличие коррозии.	В маркировке кроме частоты присутствует  кодовое обозначение емкости нагрузки, принадлежность к Jauch Quartz, дата изготовления. Лазерная маркировка с четкими границами, легко читается , не стирается, отсутствует коррозия.	Маркировка краской может нару-шаться воздействием аппаратуры, температуры, активными средами, и т.д. Плохо читаемая маркировка способствует наличию ошибок при применении резонаторов. Выводы: Отсутствие в маркировке емкости нагрузки способствует ошибочному применению резонатора у клиента. Потребитель несет ущерб. Некачественная маркировка, отсутствие принадлежности к производителю и даты выпуска исключает гарантийные претензии к производителю. Наносится ущерб потребителю.
Электрические параметры
Стандартные параметры	• Плохая стабильность частоты. • Производятся только с широким отклоне-нием частоты. • Возможны только 2-3 значения емкости нагрузки • Высокое сопротивле-ние. • Возможны побочные отклики.	• Высокая частотная стабильность. • Возможно производство резонаторов с отклонением частоты +/- 3 ppm и выше с любыми значениями емкости нагрузки. • Низкое сопротивление. • Нет побочных откликов. Эти параметры гарантированы 100% проверкой всех определяемых параметров по новейшим технологиям измерений. Не требуется входной контроль на предприятиии потребителе.	Гарантия надежной работы кварцевых компонентов и изделий может следовать только из точного определения их параметров, т.е. при применении дешевых резонаторов необходимо наличие входного контроля. Плохая стабильность частоты, высокое сопротивление, побочные отклики являются причиной нестабильного функционирования и непрогнозируемых случайных отказов аппаратуры.  Наносится ущерб потребителю.
Задержка на срабатывание	Возникают очень длительные задержки выхода на нормальный режим работы	Нет задержек на срабатывание Jauch Quartz обеспечивает 100% тестирование на задержки срабатывания (28 точек измерения).	Задержки на срабатывание обусловлены загрязнениями пластин (частицы, пыль, инородные включения, некачественное дешевое сырье и материалы и др.) Задержки на срабатывание могут наносить вред безопасности и функционированию электрических схем. Работоспособность многих электрических схем не может быть гарантированной. Наносится ущерб потребителю.
Эксплуатационные параметры
Температурный диапазон работы	В основном возможен только ограниченный температурный диапазон работы, как правило  (0-+40°С) или  (-10-+60°С)	В своем производстве Jauch Quartz использует только высококачественное кварцевое сырье и материалы для производства кварцевых резонаторов. Это обеспечивает безотказную работу в температурном диапазоне от -40 дo +125 °C.	Недостаточный температурный диапазон работы из-за применения дешевого сырья и материалов может быть причиной отклонений и пропадания генерации при работе аппаратуры в диапазоне температур, начиная от –20 – +70°С. Эти проявления, как правило,  появляются после некоторого времени вследствие деградации дешевых материалов под воздействием температуры. Наносится ущерб потребителю.
Удары и вибрации	Параметры не определены, тестирование не проводится. Конструкция кварцевых резонаторов не выдерживает повышенных механических нагрузок.	Эксплуатационные параметры при механических воздействиях определены, имеются в каталоге и соответствуют стандартам AEC-Q200-REV B : MIL-STD-202 Метод 213 MIL-STD-202 Метод 204	Устойчивость к ударам и вибрациям является важным фактором, связанным с внешними воздействиями, как то: транспортировка, автоматизирован-ная установка, ультразвуковая очистка, работа в движущейся аппаратуре на транспортных средствах и т. д. Применение кварцевых резонаторов не удовлетворяющих этим требованиям к возимой аппаратуре с повышенными механическими воздействиями приведет к непрогнозируемым. отказам при эксплуатации.  Наносится ущерб потребителю.
Влагостойкость и герметичность	Параметры не определены, тестирование не проводится	Влагостойкость уровень 1 MIL-STD-202 Метод 106 Проверка на герметичность конструкции проводится с помощью теста на утечку гелия и пробы на гигроскопичность. Постоянно проверяется вся продукция.	Влажность является причиной коррозии, утечек, постепенного ухудшения электрических параметров вследствие деградации  внутриконструктивных соединений. Применение кварцевых резонаторов без контроля на влагостойкость, герметичность и гигроскопичность недопустимо в изделиях, где возможна влажная среда.  Наносится ущерб потребителю.
Тестирование в активных средах	Имеются следы коррозии. Корпус и основание резонаторов – выполнены из никелированной стали. Выводы – облужены. Выводы плохо паяются.	Устойчивость к коррозии Корпус – нейзильбер (сплав меди с цинком и никелем) Выводы – Ковар + SnAgCu покрытие, которое обеспечивает великолепную паяемость..	Активная среда – причина окислений,  коррозии, утечек, ухудшения электрических параметров.  Наносится ущерб потребителю.
Тест на эксплуатационный срок службы	Нет данных.	MIL-STD-202 Метод 108 Тест установлен перед началом массового производства.	Функционирование и конструктив кварцевых изделий Jauch Quartz, верифицированы и согласованы. Отсутствие отказов кварцев, обеспечивает повышение надежности аппаратуры в целом. Отсутствие этого наносит ущерб потребителю.
Параметры применения
Устойчивость к температуре пайки. Пригодность к пайке	Температура пайки до 230°C max. Точные параметры пайки не определены.	Допускаются любые виды пайки. Наличие точных режимов пайки: температура пайки до 260°C в соответствии с J-STD-002.	В соответствии с требованиями Европейского Союза о не применении свинца (RoHS) и WEEE + отсутствие свинца (Pb-free) установленными к исполнению на 1 июля 2006г. , необходимо увеличение температуры пайки. Она вырастет до 260°C. Этим обеспечивается надежность соединения без причинения ущерба параметрам резонатора.
Упаковка	Упаковка россыпью в коробки (пластиковые пакеты). Частично на ленте в катушке. Отсутствие на упаковке принадлежности к конкретному производителю. Упаковочные коробки из неударопрочного дешевого картона Отсутствие на упаковке ТХ на изделия.	Упаковка в коробки из специального ударопрочного картона. Упаковка на подложке. Упаковка на ленте в коробке. Упаковка на ленте в катушке. Jauch Quartz использует для упаковки только 100% экологически чистые материалы. Упаковочные материалы оптимизированы и предполагают  защиту от ударов и вибраций, предназначены для длительной транспортировки.	Материалы и методы упаковки должны гарантировать сохранность и защиту от ударов при транспортировке, а также быть экологически чистыми. Упаковка должна иметь четкие признаки завода изготовителя, а также этикетку с указанием всех необходимых ТХ в соответствие с требованиями каталога. Отсутствие этого наносит ущерб потребителю.
Сервис и поддержка
Сервис и поддержка	Нет данных.	• Техническая поддержка по оптимальному применению. • Информационная техническая поддержка и поддержка по качеству. • Центр тестирования и измерений. • Ежедневный буферный запас на складе. • Оперативная отправка продукции заказчику.	Наличие набора сервисных услуг позволяет оптимизировать применение кварцевых изделий в аппаратуре заказчика с учетом критериев ТХ-КАЧЕСТВО-ЦЕНА-ДОСТУПНОСТЬ ПОСТАВКИ. Отсутствие этого вызывает дополнительным затраты у потребителя.

Частотомер с функцией тестера кварцевых резонаторов. Возможные причины выхода из строя

Колебаниям уделяется одна из самых важных ролей в современном мире. Так, даже существует так называемая теория струн, которая утверждает, что всё вокруг нас – это просто волны. Но есть и другие варианты использования данных знаний, и одна из них – это кварцевый резонатор. Так уж бывает, что любая техника периодически выходит из строя, и они тут не исключение. Как убедиться, что после негативного инцидента она всё ещё работает как надо?

О кварцевом резонаторе замолвим слово

Кварцевым резонатором называют аналог колебательного контура, базирующегося на индуктивности и ёмкости. Но между ними есть разница в пользу первого. Как известно, для характеристики колебательного контура используют понятие добротности. В резонаторе на основе кварцев она достигает очень высоких значений – в границах 10 5 -10 7 . К тому же он более эффективен для всей схемы при изменении температуры, что сказывается на большем сроке службы таких деталей, как конденсаторы. Обозначение кварцевых резонаторов на схеме осуществляется в виде вертикально расположенного прямоугольника, который с обеих сторон «зажат» пластинами. Внешне на чертежах они напоминают гибрид конденсатора и резистора.

Как работает кварцевый резонатор?

Из кристалла кварца вырезается пластинка, кольцо или брусок. На него наносится как минимум два электрода, которые являются проводящими полосками. Пластинка закрепляется и имеет свою собственную резонансную частоту механических колебаний. Когда на электроды подаётся напряжения, то из-за пьезоэлектрического эффекта происходит сжатие, сдвиг или изгибание (зависимо от того, как вырезался кварц). Колеблющийся кристалл в таких случаях делает работу подобно катушке индуктивности. Если частота напряжения, что подаётся, равна или очень близка к собственным значениям, то требуется меньшее количество энергии при значительных отличиях для поддержания функционирования. Теперь можно переходить к освещению главной проблемы, из-за чего, собственно, и пишется эта статья про кварцевый резонатор. Как проверить его работоспособность? Было отобрано 3 способа, о которых и будет рассказано.

Способ № 1

Здесь транзистор КТ368 играет роль генератора. Его частота определяется кварцевым резонатором. Когда поступает питание, то генератор начинает работать. Он создаёт импульсы, которые равны частоте его основного резонанса. Их последовательность проходит через конденсатор, который обозначен как С3 (100р). Он фильтрует постоянную составляющую, а затем сам импульс передаёт на аналоговый частотомер, который построен на двух диодах Д9Б и таких пассивных элементах: конденсаторе С4 (1n), резисторе R3 (100к) и микроамперметре. Все остальные элементы служат для стабильности работы схемы и чтобы ничего не перегорело. Зависимо от установленной частоты может меняться напряжение, которое есть на конденсаторе С4. Это довольно приблизительный способ и его преимущество – легкость. И, соответственно, чем выше напряжение, тем большая частота резонатора. Но существуют определённые ограничения: пробовать её на данной схеме следует только в тех случаях, если она находится в приблизительных рамках от трех до десяти МГц. Проверка кварцевых резонаторов, что выходит за грань этих значений, обычно не подпадает под любительскую радиоэлектронику, но далее будет рассмотрен чертеж, у которого диапазон – 1-10 МГц.

Способ № 2

Для увеличения точности можно к выходу генератора подключить частотомер или осциллограф. Тогда можно будет рассчитать искомый показатель, используя фигуры Лиссажу. Но имейте в виду, что в таких случаях кварц возбуждается, причем как на гармониках, так и на основной частоте, что, в свою очередь, может дать значительное отклонение. Посмотрите на приведённые схемы (эту и предыдущую). Как видите, существуют разные способы искать частоту, и тут придётся экспериментировать. Главное – соблюдайте технику безопасности.

Проверка сразу двух кварцевых резонаторов

Данная схема позволит определить, работоспособны ли два кварцевых резистора, которые функционируют в рамках от одного до десяти МГц. Также благодаря ей можно узнать сигналы толчков, которые идут между частотами. Поэтому вы сможете не только определить работоспособность, но и подобрать кварцевые резисторы, которые наиболее подходят друг другу по своим показателям. Схема реализована с двумя задающими генераторами. Первый из них работает с кварцевым резонатором ZQ1 и реализован на транзисторе КТ315Б. Чтобы проверить работоспособность, напряжение на выходе должно быть больше 1,2 В, и следует нажать на кнопку SB1. Указанный показатель соответствует сигналу высокого уровня и логической единице. Зависимо от кварцевого резонатора может быть увеличено необходимое значение для проверки (можно напряжение каждую проверку повышать на 0,1А-0,2В к рекомендованному в официальной инструкции по использованию механизма). При этом выход DD1.2 будет иметь 1, а DD1.3 – 0. Также, сообщая о работе кварцевого генератора, будет гореть светодиод HL1. Второй механизм работает аналогично, и о нём будет сообщать HL2. Если их запустить одновременно, то ещё будет гореть светодиод HL4.

Когда сравниваются частоты двух генераторов, то их выходные сигналы с DD1.2 и DD1.5 направляются на DD2.1 DD2.2. На выходах вторых инверторов схема получает сигнал с широтно-импульсной модуляцией, чтобы затем сравнить показатели. Увидеть визуально это можно с помощью мигания светодиода HL4. Для улучшения точности добавляют частотомер или осциллограф. Если реальные показатели отличаются на килогерцы, то для определения более высокочастотного кварца нажмите на кнопку SB2. Тогда первый резонатор уменьшит свои значения, и тон биений световых сигналов будет меньше. Тогда можно уверенно сказать, что ZQ1 более высокочастотный, нежели ZQ2.

Особенности проверок

При проверке всегда:

1. Прочитайте инструкцию, которую имеет кварцевый резонатор;
2. Придерживайтесь техники безопасности.

Возможные причины выхода из строя

Существует довольно много способов вывести свой кварцевый резонатор из строя. С некоторыми самыми популярными стоит ознакомиться, чтобы в будущем избежать каких-то проблем:

1. Падения с высоты. Самая популярная причина. Помните: всегда необходимо содержать рабочее место в полном порядке и следить за своими действиями.
2. Присутствие постоянного напряжения. В целом кварцевые резонаторы не боятся его. Но прецеденты были. Для проверки работоспособности включите последовательно конденсатор на 1000 мФ – этот шаг возвратит его в строй или позволит избежать негативных последствий.
3. Слишком большая амплитуда сигнала. Решить данную проблему можно разными способами:

• Увести частоту генерации немного в сторону, чтобы она отличалась от основного показателя механического резонанса кварца. Это более сложный вариант.
• Понизить количество Вольт, что питают сам генератор. Это более лёгкий вариант.
• Проверить, вышел ли кварцевый резонатор действительно из строя. Так, причиной падения активности может быть флюс или посторонние частицы (необходимо в таком случае его качественно очистить). Также может быть, что слишком активно эксплуатировалась изоляция, и она потеряла свои свойства. Для контрольной проверки по этому пункту можно на КТ315 спаять «трехточку» и проверить осцом (одновременно можно сравнить активность).

Заключение

В статье было рассмотрено, как проверить работоспособность таких элементов электрических схем, как частота кварцевого резонатора, а также их свойство. Были обговорены способы установления необходимой информации, а также возможные причины, почему они выходят из строя во время эксплуатации. Но для избегания негативных последствий всегда трудитесь с ясной головой – и тогда работа кварцевого резонатора будет меньше беспокоить.

Частотомер – полезный прибор в лаборатории радиолюбителя (особенно, при отсутствии осциллографа). Кроме частотомера лично мне часто недоставало тестера кварцевых резонаторов – слишком много стало приходить брака из Китая. Не раз случалось такое, что собираешь устройство, программируешь микроконтроллер, записываешь фьюзы, чтобы он тактировался от внешнего кварца и всё – после записи фьюзов программатор перестаёт видеть МК. Причина – “битый” кварц, реже – “глючный” микроконтроллер (или заботливо перемаркированый китайцами с добавлением, например, буквы “А” на конце). И таких неисправных кварцев мне попадалось до 5% из партии. Кстати, достаточно известный китайский набор частотомера с тестером кварцев на PIC-микроконтроллере и светодиодном дисплее с Алиэкспресса мне категорически не понравился, т.к. часто вместо частоты показывал то ли погоду в Зимбабве, то ли частоты “неинтересных” гармоник (ну или это мне не повезло).

Поводом для создания этого прибора послужило немалое количество накопившихся кварцевых резонаторов как купленных, так и выпаянных с разных плат, причём на многих отсутствовали всякие обозначения. Путешествуя по бескрайним просторам интернета и пробуя собрать и запустить различные , было решено придумать что-нибудь своё. После многих экспериментов с разными генераторами как на разных цифровых логиках, так и на транзисторах, остановил выбор на 74HC4060, правда устранить автоколебания тоже не удалось, но как оказалось при работе устройства это не создаёт помехи.

Схема измерителя кварцев

За основу устройства взяты два генератора CD74HC4060 (74HC4060 не было в магазине, но судя по даташиту они ещё «круче»), один работает на низкой частоте, второй на высокой. Самыми низкочастотными какие у меня были, оказались часовые кварцы, а самым высокочастотным оказался негармониковый кварц на 30 МГц. Генераторы из-за их склонности к самовозбуждению было решено переключать просто коммутируя напряжение питания, о чём индицируют соответствующие светодиоды. После генераторов установил повторитель на логике. Возможно вместо резисторов R6 и R7 лучше установить конденсаторы (сам я не проверял).

Как оказалось, в устройстве запускаются не только кварцы, но и всякие фильтры о двух и более ногах, которые с успехом и были подключены в соответствующие разъёмы. Один «двуногий» похожий на керамический конденсатор запустился на 4 МГЦ, который после был с успехом применён вместо кварцевого резонатора.

На снимках видно, что применены два вида разъёмов для проверки радиодеталей. Первый сделан из частей панелек – для выводных деталей, а второй представляет фрагмент платы приклеенный и припаянный к дорожкам через соответствующие отверстия – для SMD кварцевых резонаторов. Для вывода информации применён упрощённый частотомер на микроконтроллере PIC16F628 или PIC16F628A, который автоматически переключает предел измерения, то есть на индикаторе частота будет или в кГц или в МГц .

О деталях устройства

Часть платы собрана на выводных деталях, а часть на SMD. Плата разработана под ЖКИ индикатор “Винстар” однострочный Wh2601A (это тот у которого контакты слева вверху), контакты 15 и 16, служащие для подсветки, не разведены, но кому надо может для себя добавить дорожки и детали. Я не развёл подсветку так как применил индикатор без подсветки от какого-то телефона на таком-же контроллере, но сначала стоял винстаровский. Кроме Wh2601A можно применить Wh2602B – двухстрочный, но вторая строка задействована не будет. Вместо транзистора, что на схеме можно применить любой такой же проводимости желательно с бОльшим h31. На плате разведены два входа питания, один от мини USB, другой через мост и 7805. Также предусмотрено место под стабилизатор в другом корпусе.

Настройка прибора

При настройке кнопкой S1 включить режим НЧ (загорится светодиод VD1) и воткнув в соответствующий разъём кварцевый резонатор на 32768Гц (желательно с материнской платы компьютера) подстроечным конденсатором С11 установить на индикаторе частоту 32768Гц. Резистором R8 устанавливается максимальная чувствительность. Все файлы – платы, прошивки, даташиты на используемые радиоэлементы и другое, скачайте в архиве . Автор проекта – nefedot .

Обсудить статью ПРИБОР ДЛЯ ПРОВЕРКИ ЧАСТОТЫ КВАРЦЕВ

Сразу хотелось бы сказать, что проверить кварцевый резонатор с помощью мультиметра не получится . Для проверки кварцевого резонатора с помощью осциллографа необходимо подключить щуп к одному из выводов кварца, а земляной крокодил к другому, но такой способ не всегда даёт положительный результат , далее описано почему.
Одна из основных причин выхода из строя кварцевого резонатора – банальное падение, поэтому если перестал работать пульт от телевизора, брелок от сигнализации автомобиля, то первым делом необходимо его проверить. Проверить генерацию на плате не всегда получается потому, что щуп осциллографа имеет некоторую ёмкость, которая обычно составляет около 100pF, то есть, подключая щуп осциллографа, мы подключаем конденсатор номиналом 100pF. Так как номиналы ёмкостей в схемах кварцевых генераторов составляют десятки и сотни пикофарад, реже нанофарады, то подключение такой ёмкости вносит значительную ошибку в расчётные параметры схемы и соответственно может привести к срыву генерации. Ёмкость щупа можно уменьшить до 20pF, если установить делитель на 10, но и это не всегда помогает.

Исходя из выше написанного можно сделать вывод, что для проверки кварцевого резонатора нужна схема, при подключении к которой щупа осциллографа не будет срываться генерация, то есть схема должна не чувствовать ёмкость щупа. Выбор пал на генератор Клаппа на транзисторах, а для того чтобы не срывалась генерация к выходу подключён эмиттерный повторитель.

Если поставить плату на просвет видно, что с помощью сверла получаются аккуратненькие пятачки, если сверлить шуруповёртом, то почти аккуратненькие). По сути это тот же монтаж на пятачках, только пятачки не наклеиваются, а сверлятся.

Фотографию сверла можно увидеть ниже.

Теперь давайте перейдём непосредственно к проверке кварцев. Сначала возьмём кварц на 4.194304MHz.

Кварц на 8MHz.

Кварц на 14.31818MHz.

Кварц на 32MHz.

Хотелось бы несколько слов сказать про гармоники, Гармоники – колебания на частоте кратной основной, если основная частота кварцевого резонатора 8MHz, то гармониками в этом случае называют колебания на частотах: 24MHz – 3-я гармоника, 40MHz – 5-я гармоника и так далее. У кого-то мог возникнуть вопрос, почему в примере только нечётные гармоники, потому что кварц на чётных гармониках работать не может!!!

Кварцевого резонатора на частоту выше 32MHz у меня не нашлось, но даже этот результат можно считать отличным.
Очевидно, что для начинающего радиолюбителя предпочтителен способ без использования дорогостоящего осциллографа, поэтому ниже изображена схема для проверки кварца с помощью светодиода. Максимальная частота кварца, который удалось проверить с помощью этой схемы составляет 14MHz, следующий номинал который у меня был это 32MHz, но с ним генератор уже не запустился, но от 14MHz до 32MHz большой промежуток, скорее всего до 20MHz будет работать.

Проверка кварцевых резонаторов частотомером. Что такое кварцевый резонатор и как он работает? Как проверить кварцевый резонатор

• 08.10.2014

  Стереофонический регулятор громкости, баланса и тембра на ТСА5550 имеет следующие параметры: Малые нелинейные искажения не более 0,1% Напряжение питания 10-16В (12В номинальное) Ток потребления 15…30мА Входное напряжение 0,5В (коэффициент усиления при напряжении питания 12В единица) Диапазон регулировки тембра -14…+14дБ Диапазон регулировки баланса 3дБ Разница между каналами 45дБ Отношение сигнал шум …

• 29.09.2014

  Принципиальная схема передатчика показана на рис.1. Передатчик (27МГц) выдает мощность около 0,5Вт. В качестве антенны используется провод 1 м длиной. Передатчик состоит из 3-х каскадов — задающего генератора (VT1), усилителя мощности (VT2) и манипулятора (VT3). Частота задающего генератора задается кв. резонатором Q1 на частоту 27 МГц. Нагружен генератор на контур …

• 28.09.2014

  Параметры усилителя: Суммарный диапазон воспроизводимых частот 12…20000Гц Максимальная выходная мощность СЧ-ВЧ каналов(Rн=2,7Ом, Uп=14В) 2*12Вт Максимальная выходная мощность НЧ канала(Rн=4Ом, Uп=14В) 24Вт Номинальная мощность СЧ-ВЧ каналов при КНИ 0,2% 2*8Вт Номинальная мощность НЧ канала при КНИ 0,2% 14Вт Максимальный ток потребления 8 А В данной схеме А1 — ВЧ-СЧ усилитель, а …

• 30.09.2014

  УКВ-приемник работает в диапазоне 64-108МГц. Схема приемника основана на 2-х микросхемах: К174ХА34 и ВА5386, дополнительно в схеме присутствуют 17 конденсаторов и всего 2-а резистора. Колебательный контур один, гетеродинный. На А1 выполнен супергетеродинный УКВ-ЧМ без УНЧ. Сигнал от антенны поступает через С1 на вход ПЧ микросхемы А1(вывод12). Настройка на станцию производится …

Колебаниям уделяется одна из самых важных ролей в современном мире. Так, даже существует так называемая теория струн, которая утверждает, что всё вокруг нас – это просто волны. Но есть и другие варианты использования данных знаний, и одна из них – это кварцевый резонатор. Так уж бывает, что любая техника периодически выходит из строя, и они тут не исключение. Как убедиться, что после негативного инцидента она всё ещё работает как надо?

О кварцевом резонаторе замолвим слово

Кварцевым резонатором называют аналог колебательного контура, базирующегося на индуктивности и ёмкости. Но между ними есть разница в пользу первого. Как известно, для характеристики колебательного контура используют понятие добротности. В резонаторе на основе кварцев она достигает очень высоких значений – в границах 10 5 -10 7 . К тому же он более эффективен для всей схемы при изменении температуры, что сказывается на большем сроке службы таких деталей, как конденсаторы. Обозначение кварцевых резонаторов на схеме осуществляется в виде вертикально расположенного прямоугольника, который с обеих сторон «зажат» пластинами. Внешне на чертежах они напоминают гибрид конденсатора и резистора.

Как работает кварцевый резонатор?

Из кристалла кварца вырезается пластинка, кольцо или брусок. На него наносится как минимум два электрода, которые являются проводящими полосками. Пластинка закрепляется и имеет свою собственную резонансную частоту механических колебаний. Когда на электроды подаётся напряжения, то из-за пьезоэлектрического эффекта происходит сжатие, сдвиг или изгибание (зависимо от того, как вырезался кварц). Колеблющийся кристалл в таких случаях делает работу подобно катушке индуктивности. Если частота напряжения, что подаётся, равна или очень близка к собственным значениям, то требуется меньшее количество энергии при значительных отличиях для поддержания функционирования. Теперь можно переходить к освещению главной проблемы, из-за чего, собственно, и пишется эта статья про кварцевый резонатор. Как проверить его работоспособность? Было отобрано 3 способа, о которых и будет рассказано.

Способ № 1

Здесь транзистор КТ368 играет роль генератора. Его частота определяется кварцевым резонатором. Когда поступает питание, то генератор начинает работать. Он создаёт импульсы, которые равны частоте его основного резонанса. Их последовательность проходит через конденсатор, который обозначен как С3 (100р). Он фильтрует постоянную составляющую, а затем сам импульс передаёт на аналоговый частотомер, который построен на двух диодах Д9Б и таких пассивных элементах: конденсаторе С4 (1n), резисторе R3 (100к) и микроамперметре. Все остальные элементы служат для стабильности работы схемы и чтобы ничего не перегорело. Зависимо от установленной частоты может меняться напряжение, которое есть на конденсаторе С4. Это довольно приблизительный способ и его преимущество – легкость. И, соответственно, чем выше напряжение, тем большая частота резонатора. Но существуют определённые ограничения: пробовать её на данной схеме следует только в тех случаях, если она находится в приблизительных рамках от трех до десяти МГц. Проверка кварцевых резонаторов, что выходит за грань этих значений, обычно не подпадает под любительскую радиоэлектронику, но далее будет рассмотрен чертеж, у которого диапазон – 1-10 МГц.

Способ № 2

Для увеличения точности можно к выходу генератора подключить частотомер или осциллограф. Тогда можно будет рассчитать искомый показатель, используя фигуры Лиссажу. Но имейте в виду, что в таких случаях кварц возбуждается, причем как на гармониках, так и на основной частоте, что, в свою очередь, может дать значительное отклонение. Посмотрите на приведённые схемы (эту и предыдущую). Как видите, существуют разные способы искать частоту, и тут придётся экспериментировать. Главное – соблюдайте технику безопасности.

Проверка сразу двух кварцевых резонаторов

Данная схема позволит определить, работоспособны ли два кварцевых резистора, которые функционируют в рамках от одного до десяти МГц. Также благодаря ей можно узнать сигналы толчков, которые идут между частотами. Поэтому вы сможете не только определить работоспособность, но и подобрать кварцевые резисторы, которые наиболее подходят друг другу по своим показателям. Схема реализована с двумя задающими генераторами. Первый из них работает с кварцевым резонатором ZQ1 и реализован на транзисторе КТ315Б. Чтобы проверить работоспособность, напряжение на выходе должно быть больше 1,2 В, и следует нажать на кнопку SB1. Указанный показатель соответствует сигналу высокого уровня и логической единице. Зависимо от кварцевого резонатора может быть увеличено необходимое значение для проверки (можно напряжение каждую проверку повышать на 0,1А-0,2В к рекомендованному в официальной инструкции по использованию механизма). При этом выход DD1.2 будет иметь 1, а DD1.3 – 0. Также, сообщая о работе кварцевого генератора, будет гореть светодиод HL1. Второй механизм работает аналогично, и о нём будет сообщать HL2. Если их запустить одновременно, то ещё будет гореть светодиод HL4.

Когда сравниваются частоты двух генераторов, то их выходные сигналы с DD1.2 и DD1.5 направляются на DD2.1 DD2.2. На выходах вторых инверторов схема получает сигнал с широтно-импульсной модуляцией, чтобы затем сравнить показатели. Увидеть визуально это можно с помощью мигания светодиода HL4. Для улучшения точности добавляют частотомер или осциллограф. Если реальные показатели отличаются на килогерцы, то для определения более высокочастотного кварца нажмите на кнопку SB2. Тогда первый резонатор уменьшит свои значения, и тон биений световых сигналов будет меньше. Тогда можно уверенно сказать, что ZQ1 более высокочастотный, нежели ZQ2.

Особенности проверок

При проверке всегда:

1. Прочитайте инструкцию, которую имеет кварцевый резонатор;
2. Придерживайтесь техники безопасности.

Возможные причины выхода из строя

Существует довольно много способов вывести свой кварцевый резонатор из строя. С некоторыми самыми популярными стоит ознакомиться, чтобы в будущем избежать каких-то проблем:

1. Падения с высоты. Самая популярная причина. Помните: всегда необходимо содержать рабочее место в полном порядке и следить за своими действиями.
2. Присутствие постоянного напряжения. В целом кварцевые резонаторы не боятся его. Но прецеденты были. Для проверки работоспособности включите последовательно конденсатор на 1000 мФ – этот шаг возвратит его в строй или позволит избежать негативных последствий.
3. Слишком большая амплитуда сигнала. Решить данную проблему можно разными способами:

• Увести частоту генерации немного в сторону, чтобы она отличалась от основного показателя механического резонанса кварца. Это более сложный вариант.
• Понизить количество Вольт, что питают сам генератор. Это более лёгкий вариант.
• Проверить, вышел ли кварцевый резонатор действительно из строя. Так, причиной падения активности может быть флюс или посторонние частицы (необходимо в таком случае его качественно очистить). Также может быть, что слишком активно эксплуатировалась изоляция, и она потеряла свои свойства. Для контрольной проверки по этому пункту можно на КТ315 спаять «трехточку» и проверить осцом (одновременно можно сравнить активность).

Заключение

В статье было рассмотрено, как проверить работоспособность таких элементов электрических схем, как частота кварцевого резонатора, а также их свойство. Были обговорены способы установления необходимой информации, а также возможные причины, почему они выходят из строя во время эксплуатации. Но для избегания негативных последствий всегда трудитесь с ясной головой – и тогда работа кварцевого резонатора будет меньше беспокоить.

4 тестера кварцевых резонаторов

Правильное функционирование кристалла кварца можно проверить, включив его в схему генератора или фильтра. На рисунке 1 – схема, разработанная К.Тавернье (Франция).
Поскольку частоты кристаллов, с которыми приходится иметь дело, могут перекрывать очень широкий диапазон от 1 до 50 МГц, схема представляет собой широкодиапазонный генератор. На транзисторе Т1 собран апериодический генератор.
Если тестируемый кварц исправен, то на эмиттере Т1 будет присутствовать псевдосинусоидальный сигнал на основной частоте кристалла. Этот сигнал выпрямляется диодами D2, D1 и, когда напряжение на конденсаторе С4 достигнет величины, достаточной для открытия транзистора Т2, начинает светиться светодиод в коллекторной цепи Т2. Это говорит об исправности кварца. Для определения частоты колебаний можно подсоединить частотомер или осциллограф параллельно резистору R2.

На рисунке 2 – звуковой испытатель из рубрики «за рубежом» журнала РАДИО №12, 1998г.
Микросхема 4060 представляет собой двоичный счётчик, в составе которого имеется генератор. Если собрать эту схему, генерация возникает на основной частоте резонатора. Затем делители микросхемы понижают частоту до звуковой, которую слышно в низкоомной звуковой головке. Опытный образец испытателя уверенно работал с резонаторами от 1 до 27 МГц. В последнем случае частота на выходе была около 6,6 кГц. Отечественный аналог 4060 – микросхема типа 1051ХЛ2.

На рисунке 3 – тестер, который я слепил на скорую руку лет 5-6 назад. Похожих схем в литературе и интернете полно. В этой схеме заводятся кварцы 1…30 МГц. По показаниям микроамперметра можно оценить активность кварца.
Следует иметь в виду, что кварцы с частотой выше 20 МГц – как правило, гармониковые. Поэтому, при испытании кварца на 32 МГц, он «завёлся» на своей основной частоте 10,67 МГц, что и показал частотомер.

Как спаял, так и хранится он в коробочке, плату и корпус делать облом.

Широкодиапазонный генератор, конечно, универсален и, в большинстве случаев, полезен. Однако малоактивный кварц может в нём не завестись. Но не следует спешить его выбрасывать. В этом случае можно подкорректировать величины ёмкостей С1 и С2, как рекомендуется в [Радиохобби 1999№3с22-23]. Для наилучших условий возбуждения, С1 должна быть приблизительно численно равна длине волны в метрах, генерируемой кварцем (на первой, основной гармонике). Например, если кварц на 1 МГц, то С1=300 пФ. Для лучшего самовозбуждения, С2 может выбираться в 1,5…2 раза меньше ёмкости С1. Для С3 ёмкость примерно равна С2 (Рис.4)

Поводом для создания этого прибора послужило немалое количество накопившихся кварцевых резонаторов как купленных, так и выпаянных с разных плат, причём на многих отсутствовали всякие обозначения. Путешествуя по бескрайним просторам интернета и пробуя собрать и запустить различные схемы кварцевых тестеров, было решено придумать что-нибудь своё. После многих экспериментов с разными генераторами как на разных цифровых логиках, так и на транзисторах, остановил выбор на 74HC4060, правда устранить автоколебания тоже не удалось, но как оказалось при работе устройства это не создаёт помехи.

Схема измерителя кварцев

За основу устройства взяты два генератора CD74HC4060 (74HC4060 не было в магазине, но судя по даташиту они ещё «круче»), один работает на низкой частоте, второй на высокой. Самыми низкочастотными какие у меня были, оказались часовые кварцы, а самым высокочастотным оказался негармониковый кварц на 30 МГц. Генераторы из-за их склонности к самовозбуждению было решено переключать просто коммутируя напряжение питания, о чём индицируют соответствующие светодиоды. После генераторов установил повторитель на логике. Возможно вместо резисторов R6 и R7 лучше установить конденсаторы (сам я не проверял).

Как оказалось, в устройстве запускаются не только кварцы, но и всякие фильтры о двух и более ногах, которые с успехом и были подключены в соответствующие разъёмы. Один «двуногий» похожий на керамический конденсатор запустился на 4 МГЦ, который после был с успехом применён вместо кварцевого резонатора.

На снимках видно, что применены два вида разъёмов для проверки радиодеталей. Первый сделан из частей панелек – для выводных деталей, а второй представляет фрагмент платы приклеенный и припаянный к дорожкам через соответствующие отверстия – для SMD кварцевых резонаторов. Для вывода информации применён упрощённый частотомер на микроконтроллере PIC16F628 или PIC16F628A, который автоматически переключает предел измерения, то есть на индикаторе частота будет или в кГц или в МГц. О деталях устройства Часть платы собрана на выводных деталях, а часть на SMD. Плата разработана под ЖКИ индикатор “Винстар” однострочный Wh2601A (это тот у которого контакты слева вверху), контакты 15 и 16, служащие для подсветки, не разведены, но кому надо может для себя добавить дорожки и детали. Я не развёл подсветку так как применил индикатор без подсветки от какого-то телефона на таком-же контроллере, но сначала стоял винстаровский. Кроме Wh2601A можно применить Wh2602B – двухстрочный, но вторая строка задействована не будет. Вместо транзистора, что на схеме можно применить любой такой же проводимости желательно с бОльшим h31. На плате разведены два входа питания, один от мини USB, другой через мост и 7805. Также предусмотрено место под стабилизатор в другом корпусе.

Настройка прибора

При настройке кнопкой S1 включить режим НЧ (загорится светодиод VD1) и воткнув в соответствующий разъём кварцевый резонатор на 32768Гц (желательно с материнской платы компьютера) подстроечным конденсатором С11 установить на индикаторе частоту 32768Гц. Резистором R8 устанавливается максимальная чувствительность. Все файлы – платы, прошивки, даташиты на используемые радиоэлементы и другое, скачайте в архиве. Автор проекта- nefedot.

АРХИВ:

Нет в наличии

Сообщить

о поступлении на склад

В избранное

Набор компонентов для сборки частотомера с функцией тестера кварцевых резонаторов.

Простой и недорогой, разработанный на базе PIC микроконтроллера с возможностью учитывать при измерениях частотный сдвиг супергетеродинных приемников с пятизначным светодиодным индикатором, удобный и интуитивно понятный.

Функции

• Разрешение дисплея автоматически переключается, чтобы обеспечить максимальную точность считывания значения при 5-тизначном индикаторе.
  Так же автоматически изменяется длительность измерения (gate time) в течение которого происходит подсчет импульсов на входе
• Если частотомер используется для измерений в коротковолновых приемниках или передатчиках вам может потребоваться добавить или вычесть значение частотного сдвига из измеряемой частоты. Частота смещения во многих случаях равна промежуточной частоте, поскольку частотомер обычно подключается к генератору переменной частоты приемника.
• Для измерения частоты генерации кварца просто подключите его к разъему с названием «Испытываемый кварц»

Дополнительная информация

Основные возможности:

Диапазон измерения частоты: 1 Гц – 50 МГц

Измерение кварцев общего применения в частотой генерации в диапазоне: 1МГц – 50 МГц

Автоматическое переключение диапазонов

Программируемые настройки прибавляемой и вычитаемой величины частотного сдвига при настройках и измерениях в УКВ приемниках и передатчиках.

Максимальное входное напряжение 5 Вольт

Режим энергосбережения при питании от автономного источника тока

Возможно использование 5В от USB интерфейса

Минимальное количество компонентов, простая сборка и настройка

Вопросы и ответы

• Здравствуйте, могу ли я заказать этот товар в количестве 1 штуки?
  • Да, конечно можете!
• Здравствуйте. Какой интервал напряжений измеряемой частоты допустим на входе в режиме частотомера?
  • Уровень ТТL логики, до 5 Вольт
• привет. ккаое максимальное входное напряжение у этого частотомера?
• Здравствуйте, когда поступит в продажу данный конструктор, в частности, в магазин Чип и Дип?
  • Добрый день! Товар сейчас в стадии приемки на склад готовой продукции, думаю в течение недели он будет доступен для заказа через наш интернет-магазин. По поводу Чипа и Дипа – этот вопрос надо задать непосредственно им.
• Доброго времени суток! Подскажите в чем дело. Частотомер все время показывает одно и тоже число. 65.370
  • Первый раз слышим о такой проблеме. при правильной сборке устройство начинает работать сразу и не требует настройки. Смотрите монтаж и правильность установки всех компонентов. Номинал постоянный резисторов перед установкой необходимо контролировать мультиметром.

Разборка кварцевого генератора и крошечной ИС внутри

Кварцевый генератор – важная электронная схема, обеспечивающая высокоточные синхронизирующие сигналы при невысокой стоимости. Кристалл кварца обладает особым свойством пьезоэлектричества, изменяя свои электрические свойства при вибрации. Поскольку кристалл можно разрезать так, чтобы он вибрировал с очень точной частотой, кварцевые генераторы полезны для многих приложений. Кварцевые генераторы были представлены в 1920-х годах и обеспечивали точные частоты для радиостанций.Революция в наручных часах произошла в 1970-х годах благодаря использованию высокоточных кварцевых генераторов. Компьютеры используют кварцевые генераторы для генерации своих тактовых сигналов, от ENIAC в 1940-х годах до современных компьютеров.1

Кварцевый кристалл требует дополнительных схем, чтобы заставить его колебаться, и эту аналоговую схему может быть сложно спроектировать. В 1970-х годах стали популярными модули кварцевого генератора, сочетающие кварцевый кристалл, интегральную схему и дискретные компоненты в компактный, простой в использовании модуль.Заинтересовавшись содержимым этих модулей, я открыл один и перепроектировал чип внутри. В этом сообщении блога я обсуждаю, как работает модуль, и исследую крошечную интегральную схему CMOS, которая запускает генератор. В модуле происходит нечто большее, чем я ожидал, так что я надеюсь, что вам это интересно.

Модуль генератора

Я исследовал модуль генератора от карты IBM PC. Модуль помещен в прямоугольный металлический корпус с 4 выводами, который защищает схему от электрических помех.(Это прямоугольная банка “Раско Плюс” справа, а не квадратная интегральная схема IBM.) Этот модуль генерировал тактовый сигнал 4,7174 МГц, как указано в тексте на упаковке.

Модуль кварцевого генератора находится в правом нижнем углу и обозначен как Rasco Plus. 4,7174 МГц, © Motorola 1987. Квадратный модуль представляет собой интегральную схему IBM. Щелкните это (или любое другое изображение), чтобы увеличить версию.

Я разрезал банку, чтобы увидеть внутри гибридную схему. Я ожидал, что внутри будет кристалл кварца, похожий на драгоценный камень, но обнаружил, что в генераторах используется очень тонкий кварцевый диск.(Я повредил кристалл при открытии упаковки, поэтому верхняя часть отсутствует ..) Кристалл кварца виден слева, с металлическими электродами, прикрепленными к каждой стороне кристалла. Электроды прикреплены к маленьким штифтам, поднимая кристалл над поверхностью, чтобы он мог свободно колебаться.

Внутри корпуса генератора показаны компоненты, установленные на керамической подложке.

На правой стороне модуля находится крошечный кристалл интегральной схемы CMOS. Он установлен на керамической подложке и подключен к схема с помощью крошечных золотых проводов.Конденсатор для поверхностного монтажа (3 нФ) и пленочный резистор (10 Ом) на подложке отфильтровывают шум от вывода питания.

Схема ИС

На фотографии ниже показан крошечный кристалл интегральной схемы под микроскопом с маркировкой контактных площадок и основных функциональных блоков. Коричневато-зеленые области – это кремний, из которого состоит интегральная схема. Металлический слой (желтовато-белый) соединяет компоненты ИС. Под металлом красноватый поликремний используется для транзисторов, но в основном он закрыт металлическим слоем.С внешней стороны микросхемы соединительные провода подсоединяются к контактным площадкам, соединяя микросхему с остальной частью модуля генератора. Две контактные площадки (выбрать и отключить) остаются неподключенными. Чип был произведен компанией Motorola в 1986 году. Я не смог найти никакой информации по артикулу SC380003.

Матрица интегральной схемы с маркированными ключевыми блоками. «FF» обозначает шлепанцы. “sel” указывает на выбранные пэды. «колпачок» указывает контактные площадки, подключенные к внутренним конденсаторам.

Микросхема выполняет две функции.Во-первых, его аналоговая схема заставляет кварцевый кристалл производить колебания. Во-вторых, цифровая схема ИС делит частоту на 1, 2, 4 или 8 и выдает сильноточный выходной тактовый сигнал. (Коэффициент деления выбирается двумя выводами на ИС.)

Генератор реализован в виде схемы (см. Ниже), называемой Осциллятор Колпитца, более сложный, чем Схема обычного кварцевого генератора. 43 Основная идея состоит в том, что кристалл и два конденсатора колеблются с желаемой частотой.Однако колебания быстро затухнут, за исключением усиления обратной связи от управляющего транзистора.

Упрощенная схема генератора.

Более подробно, по мере того, как напряжение на кристалле увеличивается, транзистор включается, пропуская ток в конденсаторы и повышая напряжение на конденсаторах (и, следовательно, на кристалле). Но по мере того, как напряжение на кристалле уменьшается, транзистор выключается, и сток тока (кружок со стрелкой) вытягивает ток из конденсаторы, уменьшающие напряжение на кристалле.Таким образом, обратная связь от управляющего транзистора усиливает колебания кристалла, чтобы поддерживать их работу.

Цепи напряжения смещения и тока являются важной частью этой цепи. Напряжение смещения устанавливает затвор управляющего транзистора на полпути между “включением” и “выключением”, поэтому колебания напряжения на кристалле будут включать и выключать его. Ток смещения устанавливается на полпути между токами включения и выключения управляющего транзистора, поэтому ток, протекающий через конденсаторы и выходящий из них, уравновешивается. (Я говорю «включено» и «выключено» для простоты; сигнал будет синусоидальным.)

Большую часть интегральной схемы занимают пять конденсаторов. Один из них – это верхний конденсатор на схеме, три соединены параллельно, образуя нижний конденсатор на схеме, и один стабилизирует цепь смещения напряжения. На фото кристалла ниже показан один из конденсаторов после растворения металлического слоя сверху. Красная и зеленая области – это поликремний, который вместе с металлическим слоем образует верхнюю пластину конденсатора. Под поликремнием розоватая область, вероятно, представляет собой нитрид кремния, образующий изолирующий диэлектрический слой.Легированный кремний (не виден снизу) образует нижнюю пластину конденсатора.

Конденсатор на кристалле. Большой тусклый квадрат слева от конденсатора – это площадка для подключения соединительного провода к ИС. Сложные конструкции слева представляют собой фиксирующие диоды на контактах. Структуры клеверного листа справа – это транзисторы, которые будут обсудим позже.

Любопытно, что конденсаторы не соединены вместе на микросхеме, а подключены к трем контактным площадкам, которые соединены между собой соединительными проводами.Возможно, это обеспечивает гибкость; Емкость в цепи можно изменить, исключив провод к конденсатору.

Цифровая схемотехника

На правой стороне микросхемы находится цифровая схема для деления выходной частоты кристалла на 1, 2, 4 или 8. Это позволяет одному и тому же кристаллу обеспечивать четыре разные частоты. Разделитель реализован тремя последовательно включенными триггерами. Каждый из них делит свои входные импульсы на 2. Мультиплексор 4-к-1 выбирает между исходными тактовыми импульсами или выходом одного из триггеров.Выбор осуществляется через проводку к двум контактным площадкам select на правой стороне матрицы, фиксируя соотношение во время производства. Четыре логических элемента NAND (вместе с инверторами) используются для декодирования этих выводов и генерации четырех управляющих сигналов для мультиплексора и триггеров.

Как реализована логика CMOS

Чип построен на логике CMOS (комплементарная MOS), в которой используются два типа транзисторов, NMOS и PMOS, работающих вместе. На схеме ниже показано, как устроен транзистор NMOS.Транзистор можно рассматривать как переключатель между истоком и стоком, управляемый затвором. Исток и сток (зеленый) состоят из областей кремния, легированного примесями, чтобы изменить его полупроводниковые свойства и называется N + кремний. Затвор состоит из особого типа кремния, называемого поликремнием, отделенного от нижележащего кремния очень тонким изолирующим оксидным слоем. Транзистор NMOS включается, когда затвор поднимается высоко.

Структура транзистора NMOS.Транзистор PMOS имеет ту же структуру, но кремний N-типа и P-типа перевернут.

PMOS-транзистор имеет конструкцию, противоположную NMOS: исток и сток состоят из кремния P +, встроенного в кремний N. Работа транзистора PMOS также противоположна работе транзистора NMOS: он включается, когда на затворе устанавливается низкий уровень. Обычно транзисторы PMOS подтягивают сток (выход) к высокому уровню, а транзисторы NMOS – к низкому уровню. В КМОП транзисторы действуют взаимодополняюще, повышая или понижая выходной сигнал по мере необходимости.

На схеме ниже показано, как вентиль И-НЕ реализован в CMOS. Если на входе 0, соответствующий транзистор PMOS (вверху) включится и установит высокий уровень на выходе. Но если оба входа равны 1, то транзисторы NMOS (внизу) включатся и установят низкий уровень на выходе. Таким образом, в схеме реализована функция И-НЕ.

Затвор CMOS NAND реализован с двумя транзисторами PMOS (вверху) и двумя транзисторами NMOS (внизу).

На схеме ниже показано, как на кристалле появляется логический элемент И-НЕ.Транзисторы имеют сложные извилистые формы, в отличие от прямоугольных схем, которые встречаются в учебниках. На левой стороне находятся транзисторы PMOS, а на правой стороне – транзисторы NMOS. Поликремний, который образует ворота, немного красноватая проводка поверх кремния. Большая часть нижележащего кремния легирована, что делает его проводящим и слегка легированным. темнее непроводящего нелегированного кремния по левому и правому краям и в центре. На этой фотографии металлический слой был удален кислотой, чтобы обнажить кремний и поликремний под ним; желтая линия показывает, где была металлическая проводка.Кружки – это соединения между металлическим слоем и нижележащим кремнием или поликремнием.

Логический элемент И-НЕ, как он изображен на кристалле.

Транзисторы на фотографии кристалла могут быть согласованы со схемой затвора И-НЕ; посмотрите на затворы транзисторов, образованные поликремнием, и на то, что они разделяют. Есть путь от области +5 к выходу через большой удлиненный PMOS-транзистор слева и второй путь. через небольшой транзистор PMOS рядом с центром, указывая, что транзисторы включены параллельно.Каждый вентиль управляется одним из входов. Справа путь от земли к выходному соединению должен проходить через оба концентрических транзистора NMOS, что указывает на то, что они исправны. последовательно.

В этой интегральной схеме также используется много транзисторов с круговым затвором, необычный метод компоновки, который позволяет использовать несколько транзисторов параллельно. при высокой плотности. На фото ниже показаны 16 транзисторов с круговым затвором. Узоры в виде листьев клевера цвета меди представляют собой затворы транзисторов, выполненные из поликремния.Внутренняя часть каждого «листа» – это сток транзистора, а внешняя сторона – исток. Металлический слой (снятый) соединяет вместе все источники, вентили и стоки соответственно; параллельные транзисторы действуют как один больший транзистор. В драйверах выходных выводов используются параллельные транзисторы для обеспечения высокого тока на выходе. В схеме смещения разное количество транзисторов соединено вместе (например, 6, 16 или 40) для обеспечения желаемых соотношений токов.

Шестнадцать транзисторов с круговым затвором и четырьмя соединениями затвора.

Передаточный вентиль

Другой ключевой схемой в микросхеме является шлюз передачи . Он действует как переключатель, пропускающий или блокирующий сигнал. На схеме ниже показано, как передаточный затвор состоит из двух транзисторов, транзистора NMOS и транзистора PMOS. Если линия разрешения имеет высокий уровень, оба транзистора включаются, передавая входной сигнал на выход. Если на линии разрешения низкий уровень, оба транзистора отключаются, блокируя входной сигнал. Схематический символ ворот передачи показан справа.

Передаточный затвор состоит из двух транзисторов. Указаны транзисторы и их затворы. Схематический символ находится справа.

Мультиплексор

Мультиплексор используется для выбора одного из четырех тактовых сигналов. На схеме ниже показано, как мультиплексор реализован из шлюзов передачи. Мультиплексор принимает четыре входа: A, B, C и D. Один из входов выбирается путем активации соответствующей строки выбора и ее дополнения.Этот вход подключен через передаточный вентиль к выходу, в то время как другие входы заблокированы. Хотя мультиплексор может быть построен со стандартными логическими вентилями, реализация с передающими вентилями более эффективна.

Мультиплексор 4-к-1 реализован с шлюзами передачи.

На схеме ниже показаны транзисторы, составляющие мультиплексор. Обратите внимание, что входы B и C имеют пары транзисторов. Я считаю, что причина в том, что пара транзисторов представляет половину сопротивления сигнала.Поскольку входы B и C являются более высокочастотные сигналы, пара транзисторов позволяет им проходить с меньшими искажениями и задержками.

Схема мультиплексора, соответствующая физической схеме на кристалле.

На изображении ниже показано, как мультиплексор физически реализован на кристалле. Наиболее заметна разводка затвора из поликремния. Металлический слой удален; металлические линии бежали вертикально соединяющие соответствующие сегменты транзисторов. Обратите внимание, что истоки и стоки соседних транзисторов объединены в отдельные области между затворами.Верхний прямоугольник содержит транзисторы NMOS, а нижний прямоугольник – транзисторы PMOS; потому что транзисторы PMOS менее эффективен, нижний прямоугольник должен быть больше.

Фото матрицы мультиплексора.

Триггер

Чип содержит три триггера для деления тактовой частоты. Генератор использует триггеры, которые переключаются между 0 и 1 каждый раз, когда они получают входной импульс. Поскольку два входных импульса приводят к одному выходному импульсу (0 → 1 → 0), триггер делит частоту на 2.

Триггер состоит из вентилей передачи, инверторов и логического элемента И-НЕ, как показано на схеме ниже. Когда входной тактовый сигнал высокий, выходной сигнал проходит через инвертор и первый передаточный вентиль в точку A. Когда входные часы переключаются на низкий уровень, открывается первый передаточный вентиль, поэтому точка A сохраняет свое предыдущее значение. Между тем, второй передаточный вентиль закрывается, поэтому сигнал проходит через второй инвертор и передающий вентиль в точку B. Логический элемент И-НЕ инвертирует его снова, заставляя выходное значение измениться с предыдущего значения.Второй цикл входных часов повторяет процесс, заставляя выход возвращаться к исходному значению. В результате два цикла входных тактовых импульсов дают один цикл выходных, поэтому триггер делит частоту на 2.

Реализация триггера.

Каждый триггер имеет вход разрешения. Если для выбранного выхода триггер не нужен, он отключается. Например, если выбран режим «делить на 2», используется только первый триггер, а два других отключены.Я предполагаю, что это сделано для снижения энергопотребления. Обратите внимание, что это не зависит от вывода отключения модуля, который полностью блокирует вывод модуля. Эта функция отключения не является обязательной; этот конкретный модуль не поддерживает функцию отключения, и вывод отключения не подключен к ИС.

На схеме выше инверторы и передаточные вентили показаны как отдельные конструкции. Тем не мение, триггер использует интересную структуру затвора, которая объединяет инвертор и затвор передачи (слева) в одинарные ворота (справа).Пара транзисторов, подключенных к данным в , функционирует как инвертор. Однако, если тактовая частота в низкая, и питание, и земля блокируются, поэтому вентиль не будет влиять на выход и сохранит свое предыдущее напряжение. Это обеспечивает функциональность шлюза передачи.

Реализация комбинации инвертор / передаточный вентиль.

На фото ниже показано, как одни из этих ворот появляются на кубике. Это фото включает металлический слой сверху; ворота из красноватого поликремния виден внизу.Два транзистора PMOS расположены слева в виде концентрических петель, а транзисторы NMOS – справа.

Один из комбинированных вентилей инвертор / трансмиссия, как он изображен на кристалле.

Заключение

Хотя модуль осциллятора снаружи выглядит просто, внутри он гораздо сложнее, чем можно было ожидать. Он содержит не только кристалл кварца, но также дискретные компоненты и крошечную интегральную схему. Интегральная схема объединяет конденсаторы, аналоговую схему для возбуждения колебаний и цифровую схему для выбора частоты.Изменяя схему подключения к интегральной схеме во время производства, можно выбрать четыре различных частоты.

Я закончу фотографией кристалла ниже, на которой показан чип после удаления металлических и оксидных слоев, а также кремний и поликремний под ним. Крупные розоватые конденсаторы – наиболее заметная деталь на этом изображении, но также можно увидеть транзисторы. (Щелкните изображение, чтобы увеличить его.)

Фотография кристалла микросхемы генератора с удаленным металлом, на котором видны поликремний и кремний под ним.

Я объявляю о своих последних сообщениях в блоге в Twitter, так что подписывайтесь на меня на kenshirriff. Еще у меня есть RSS-канал.

Примечания и ссылки

Кристалл кварца, монокристалл

Общие технические условия на кварц

1. Сфера действия

Настоящая спецификация материала касается монокристаллических кварцевых стержней, предназначенных для использования в производстве пьезоэлектрических элементов для таких применений, как синхронизация, регулировка частоты и выбор частоты.

2. Свойства материала

2.1. Инфракрасный α

Кварцевые резонаторы часто характеризуются электрической «добротностью» (Q), которая является мерой эффективности резонатора при преобразовании электрической и механической энергии. Хотя этот резонатор Q в значительной степени зависит от соображений устройства, которые не зависят от качества монокристаллического кварцевого материала , используемого в устройстве, уровни примесей в кварцевом материале вносят вклад в общую добротность резонатора.Мера этого вклада часто упоминается как «материальный Q».
Поскольку Q материала напрямую не измеряется, производитель определяет это значение на основе установленной корреляции между Q материала, измеренной с помощью резонаторов 5 МГц, разработанных Warner, и измерениями поглощения инфракрасного излучения. Интересующим параметром является «инфракрасный α», который определяется как: α ₃₅₀₀ = 1 / t Log T ₃₈₀₀ / T ₃₅₀₀ ) Где: α ₃₅₀₀ = коэффициент ослабления при волновом числе 3500 см- 1α = толщина образца в сантиметрах T _м = доля падающего света с волновым числом v, прошедшая через образец.
Корреляция между инфракрасным α и материалом Q s, затем определяется по формуле: 10 ⁶ / Q = 0,114 + 7,47α -0,45α ²

Производитель в настоящее время использует инфракрасный спектрометр с преобразованием Фурье (FTIR) с настраиваемыми системами обработки образцов и сбора данных для измерения инфракрасного α. На основании установленного ухудшения инфракрасного α с увеличением скорости роста кристаллов, из каждого цикла автоклава отбирается самый крупный кристалл. Поскольку предполагается, что самый большой столбец продемонстрировал самый быстрый общий темп роста, измеренное значение α для этого столбца представляет худшее (т.е. наивысший) a для данного прогона. Y-образный срез номинальной толщиной один сантиметр берется из стержня и сканируется из стороны в сторону (то есть в направлении Z) в FTIR-спектрометре для определения α. Сообщаемые значения представляют максимальное значение α по ширине среза.

При использовании описанных выше методов кристалл кварца, выращенного на заводе-изготовителе, должен иметь номинальное значение инфракрасного излучения, определяемое одним из следующих классов IEC:

Марка производителя	IEC класс	Инфракрасный α	Материал Q
Электронный класс	С	0.060	1,8 x 106
Премиум Q	B	0,045	2,2 x 106
Special Premium Q	А	0,033	3,0 х 106

2.2. Включения

Процесс культивирования кварца осуществляется в стальных автоклавах, которые не полностью инертны по отношению к коррозионному раствору, используемому для гидротермального роста кристаллов.Химические взаимодействия между растворенным кварцем, поверхностями стального резервуара и минерализаторами в растворе образуют сложные щелочные ферросиликаты, которые присутствуют в различных фазах. Некоторые из этих соединений попадают в растущий кристалл в виде включений, которые, если присутствуют в достаточном количестве и размерах, могут оказывать пагубное влияние на характеристики конечного устройства. В зависимости от размера автоклава случайным образом выбирается группа из шести-девяти стержней для проверки на наличие включений.Размер выборки для данного цикла автоклава основан на статистике повторной выборки, составленной на основе 100% проверки многочисленных циклов в течение определенного периода времени.

После нанесения на минус-X поверхности каждого стержня шестью кругами диаметром 6,35 мм, каждый столбик помещается на черный фон стороной со знаком минус-X вверх. Используя боковую подсветку и при необходимости масло для согласования индекса, каждую из отмеченных точек исследуют под стереоскопическим микроскопом с калиброванными шкалами сетки нитей. Фокальная плоскость микроскопа регулируется по высоте шкалы по оси x таким образом, чтобы измеряемый объем был таким, как показано на рисунке.

Включения в каждой размерной категории подсчитываются и регистрируются для каждого из шести участков. Затем рассчитывается общая плотность включений путем деления общего количества включений для всех участков на общий объем выборки и усреднения данных по категориям размера для всех столбцов, выбранных в выборке.

Кварц, выращенный производителем, оценивается на наличие включений в соответствии с вышеуказанными процедурами в соответствии со стандартами IEC, как указано ниже:

Средний диаметр включения (мкм)	Класс IEC фунт (см -1 )	IEC Grade l (см -1 )	IEC Grade II (см -1 )
25to75	2	4	5
75to100	1	2	4
Более 100210	1	2	3

Обратите внимание, что IEC Grade 1b иногда называют «качеством развертки».Материал, предназначенный для «зачистки», процесса, при котором кварц подвергается воздействию электрического поля при повышенных температурах для различных целей, не рассматриваемых в данной спецификации, требует сверхнизкой плотности включений, чтобы процесс очистки не приводил к появлению трещин, возникающих из-за включения.

2.3. Плотность канала травления

Как общепринято в кварцевой промышленности, производитель использует плотность каналов травления как средство определения степени культивирования кристаллов кварца на предмет наличия дислокаций в кристаллической структуре.Подобно инфракрасному α-тесту, процесс травления является формой разрушающего контроля и, как таковой, проводится на образце, который считается репрезентативным для работы в автоклаве. Поскольку самая большая полоса из цикла автоклава используется для инфракрасного измерения α, эта же полоса обычно также используется для измерения плотности канала травления.

Обычно срез AT-среза берут из стержня образца и травят в бифториде аммония. После маркировки чистой Z-области протравленного среза сетчатым рисунком используется микроскопический визуальный осмотр для определения количества каналов травления в каждой области сетки.Эти данные усредняются и преобразуются в плотность каналов травления в соответствующих единицах.

В соответствии со стандартами IEC кристаллы кварца производителя классифицируются по плотности каналов травления следующим образом:

Класс IEC	Максимальная плотность каналов травления (см 2 )
1	10
2	30
3	100
4	300

2.4. Недостатки

Кристаллы кварца

, выращенные производителем, не имеют электрического и оптического двойникования, трещин, изломов и других грубых дефектов в полезном объеме кристалла. Присутствие таких дефектов обнаруживается путем визуального осмотра репрезентативной выборки стержней с использованием масла для согласования показателя преломления, в то время как кристалл освещается ярким источником накаливания.

2,5 Ручка

Кристаллы кварца

, выращенные производителем, являются, если не указано иное, правосторонними.Обратите внимание, что определение праворукости соответствует соглашению IEEE, которое определяет правосторонние кристаллы путем правого вращения света, распространяющегося вдоль оси z.

3. Брусчатка

Приведенные выше спецификации относятся к общим свойствам материала, которые применимы ко всем продуктам производителя из культивированного кварца, независимо от того, покупаются они «в свежем виде» или в виде брусков с бруском. Кроме того, если не указано иное, производитель грузовых товаров должен соответствовать следующим типовым габаритным характеристикам.Обратите внимание, что ссылки на размерные оси в этом разделе предполагают, что желаемая кристаллографическая ориентация поверхностей стержня составляет 0 ° по отношению к оси z, и что длина стержня находится в направлении оси y. Для альтернативных ориентаций сопоставимые допуски будут сохраняться относительно желаемой ориентации.

Если не указано иное, все свойства проверены путем отбора проб в соответствии со стандартом MIL-STD1055D.

3.1. Допуски размеров

Нумерованные размеры по осям X и Z изготовленных изготовителем брусков культивированного кварца должны иметь допуск ± 0.13 мм и должен находиться в пределах допуска во всех точках вдоль стержня.

3.2. Центровка семян

При необходимости центрирование семян между двумя x-поверхностями проверяется с помощью оптического компаратора. Если посевной материал присутствует в кварцевых стержнях, пронумерованных изготовителем, посевной материал должен полностью находиться в пределах 3,0 мм полосы с центром между двумя z-поверхностями, что подтверждается визуально с помощью штангенциркуля.

3.3. Ориентация поверхности

Ориентация кристаллических поверхностей определяется с помощью дифракции рентгеновских лучей на основе конкретных поверхностей, которые необходимо ориентировать, и известных углов Брэгга различных атомных плоскостей.Кристаллы ориентируются перед лесозаготовкой, чтобы установить правильные углы резки, а затем повторно тестируются после лесозаготовки для проверки правильной угловой ориентации.

3.3.1. Бессемянный материал

изготовитель без посевного материала гофрированные стержни должны иметь максимальное отклонение ± 15 ° как на калиброванной контрольной поверхности минус-x относительно осей y и z, так и на пронумерованных z-поверхностях относительно оси x. и оси ординат.

3.3.2. Материал с центром в семени

, центрированные по семенам фасонные стержни изготовителя должны иметь максимальное отклонение ± 15 ° на калиброванной контрольной поверхности минус-x по отношению к осям y и z и ± 10 на z-поверхностях по отношению к осям x и оси y.

3.4. Шероховатость поверхности

Шероховатость поверхности относится к мелким неровностям на поверхности оцифрованного кристалла, которые являются следствием процесса обработки. Один из методов количественной оценки шероховатости поверхности – это измерение расстояния между пиками и впадинами на репрезентативной длине выборки на поверхности. Это достигается с помощью профилометра, который с помощью щупа отслеживает микроскопический профиль поверхности кристалла с гравировкой на характерной длине.Средняя шероховатость Ra определяется как среднее отклонение от теоретической средней линии всех пиков и впадин.

Если не указано иное, контрольная поверхность минус-x пронумерованных кварцевых стержней изготовителя должна иметь Ra не более 4 мкм при измерении по полезной поверхности кристалла.

3.5 Плоскостность поверхности

Чтобы гарантировать простоту наклеивания пластин, важно, чтобы обработанная эталонная поверхность оставалась по-настоящему плоской.Таким образом, пока сохраняется ориентация эталонной поверхности, все, кроме основного угла среза пластины, обеспечивается свойствами этой эталонной поверхности. Измерения плоскостности оштукатуренных поверхностей производятся относительно отшлифованной гранитной эталонной квартиры. Кристалл подвешен на двух параллельных блоках на вершине эталонной плоскости таким образом, чтобы интересующая поверхность находилась на нижней стороне, ближайшей к эталонной плоскости. К подставке, которая опирается на квартиру, прикреплен циферблатный индикатор. Плоскостность поверхности определяется путем регулировки индикатора так, чтобы он скользил по нижней стороне кристалла, а затем скольжения подставки по эталонной плоскости так, чтобы индикатор пересекал поверхность кристалла.

Контрольная поверхность минус-x пронумерованных стержней производителя должна быть плоской с точностью до 0,1 мм при измерении по полезной поверхности кристалла.

(PDF) Модульный метод стабилизации частоты прецизионных кварцевых генераторов и эталонов

Автор благодарит АПКове1, САТруш-

ляков, В.Н.Романько, Г.В.Мегений, Ю.И.Евдокименко

из

Харьков

Военный университет; Коллектив Центра «СИЧРОН»

особо благодарит А.Куроцкая Ф.Г.% –

Колинский, О.Е. Руднев; Персонал S.Co.IRVA, особенно

–

А.В. Мариенко, А.В. Шемеко для экспериментального исследования

из

Модуляционный метод, производство и измерение-

мужчин из

эталонов OCXO

и частотных кварцевых эталонов.

1.

П.Е. Кандыба, П.Г. Поздняков,

и др. Пьезоэлектрические

резонаторы: Справочник, М., Радио

и

связь, 1992.

2. В. Дж. Росати, Р. Л. Фийлер, С. С. Шёдовски, Дж. Р. Виг.

Современное состояние

в

кварцевых генераторах

, настоящее время

и будущее.

Протокол 37-й АФХБ, стр.386-390. 1983.

3.

G.Caret, E.Gerard,

G.

Marotel. Oscillateur

и

кварцевый датчик температуры (PSTN).

Revue Technique Thornson-CSF, Vo1.18,

NZ,

p.301-

4.

Р. Бессон. Les осциллятор кварца. L’Onde

Electrique, V.66, N4-5, p.77-83, 1986.

5. Р. Л. Филлер. Чувствительность к ускорению

Quartz Crystal

Осцилляторы:

A

Обзор IEEE Trans.

Ультразвук.

Ferroelec. Freq. Contr., Vo1.35, N3,

6.

Дж. П. Обри, Дж. Карет, Дж. Мароте 1. Осциллирующий кварц

из

чувствительного сенсибилита в среде

для приложений Temps-Frequence.Бюллетень

7.

Г. Маротель, Дж. Карет, Дж. П. Обри.

Генератор

для программы

GPS

. Proc. 39th AFCS, p.212-

8.

A.Debaisiew, J.P.Anbry. Э. Жерар, М. Рюне. Спутниковый осциллятор

для очень точной орбитографии

–

phy. Proc.

из

39-я САУ. p.202-211, 1985.

9.

J.

Ho. Миниатюрная гибридная печь с кварцевым генератором

.

Proc. of 39th AFCS, p.193–196, 1985.

1O.J.-P.Valentin.Reduction

de la derive de frequency-

ce des колеблющиеся кварц de haute стабильный.

Revue Phy Appl., Vol

19,

p.307-310,

1984.

ll.D.L.Hessick, W.C.Euler. Пользовательские приемники GPS и

осцилляторов.

Proc. 38-й САУ, с.341-362, 1984.

12. В. Н. Романко, Ю. С. Шмалы.

Вероятностные свойства

динамических

модуляционных характеристик

кварцевых

–

кварцевых генераторов.Известия

WZ.

Радиоэлектроника, т.35, Н.лл, с.37-44, 1992.

13.Ю.С.Шмалы. Динамическая модуляционная характеристика

–

всплесков

в

прецизионных

FM

кварцевых генераторов

кварцевых генераторов. Радиотехника,

N.7,

стр.36-

14.Ю.С.Шмалы. Динамические искажения

в

а

FM

авто-

колебательные системы.Известия WZ.Radioelektro-

ника, V.29, N12, p.40-44,

1986.

15.H.F.Tiersten, R.S.Smythe.

Анализ

contou

–

резонаторов красного кристалла, работающих

в

обертонах

связанных сдвигов толщины

и

скручивания толщины.

J.Acoust.Coc.Am., V.65, p.1455, 1979.

16. Д.С. Стивенс, Х.Ф. Тирстен.

Анализ

дважды

–

повернутых контурных кварцевых резонаторов.

Proc. 39-й

СВСК,

п. 436-447, 1985.

л? .Ю.С.Шмалы., Ю.И.Евдокименко. Модуляционный

метод

из

адаптация

OCXO.

М., ВИМИ, Ч.л,

с.75-78,

1989.

-324,

1986.

с.297-305, 1988.

BM, N63-64, p.26-40, 1986.

–

222, 1985.

-39,

1991.

18.Ю. С.Шмалы. Прецизионный кварцевый

–

кристалл

генераторы стабилизации частоты с использованием

естественной неравномерности динамической

модульной характеристики. Докторская диссертация (докторская

из

технических наук).Харьков,

1991.

19. В.И. Тихонов. Преобразования нелинейности

случайных процессов.

М, .Радио

и

связь,

1986.

2О.Ю.Шмалы. Оценка частотных искажений

–

фаз

в генераторах

FM

. Радиотехника,

21. В.Я. Баргин, к.ф.н. Колпаков, Ю.С. Шмалы.

Динамические

характеристики управления

из

кварцевый

–

кварцевый

кварцевый

осциллятор.

Известия

ВЗ.Радиоэлектроника, Т.24,

22. В.Я. Баргин, к.ф.н. Колпаков, Ю.С. Шмалы.

Frequen

–

cy

–

оценка фазовых искажений

in

управление авто

–

колебательные системы. Радиотехника,

В.37,

N9,

23.Ю.С.Шмалы, В.Я. Баргин. Снижение влияния

кварца

–

кварцевых негармоник к искажениям

в генераторах

FM

.Радиотехника, В.40,

Н.И.,

с.46-

24.Ю.И.Евдокименк0, Ю.С.Шмалы. Термодинамическая

нестабильность частоты

в кварце

–

кристалл oscilla

–

торс. Известия WZ.RadioeIectronika, N5, стр.49-

-55,

1991.

25.Ю.Евдокименко, Ю.С.Шмалы. Термодинамическая

нестабильность частоты объемных акустических колебаний

–

колебаний кварцевой пластины.Акустический журнал.

26.Ю.Евдокименк0, Ю.С.Смалый.

A

Термодинамический

резонанс в пластинах пьезокристалла

толщиной

–

сдвиговых колебаний. Proc.

из

47-я IFCS,

27.J.J.Gaqnepain. Evaluation non lineaire des ele

–

ments motionnels du schema equal du quartz.

C.R.Acad. Sc., Париж, Vol. 276, N7, Серия

B,

ZS.С.А. Трушляков, Ю.С. Шмалы. Влияние

эквивалентных потерь кварца

–

кристалла на возбуждение

–

-ых генераторов. Радиотехника, N7, с.41-44,

1989.

29.Ю.С.Шмалы. Вероятностные характеристики стационарных акустических колебаний

в кварцевом резонаторе

–

при сверхнизком возбуждении.

Акустический журнал,

В.40,

N6,

стр.985-988,

1994.

N5, p.30-33,

1988.

N8, p.67-72,

1981.

p.50-53, 1982.

-48 ,

1985.

V.40,

N6, p.985-988, 1992.

p.193-201, 1993.

p.231-233, 1973.

589

Движения: Кварц | Академия Jomashop

Большинство людей слышали о кварцевых часах, но немногие полностью понимают, что означает их обозначение. Название относится к настоящему кристаллу кварца, который находится внутри их часов, с уникальной кристаллической структурой камня, выступающей в качестве идеального материала для пьезоэлектрического генератора в наручных часах.Первоначально эта технология не получила широкого распространения. Лишь много лет спустя стоимость кварца стала коммерчески выгодной.

История кварцевых часов

В 1927 году Уоррен Маррисон и Дж. У. Хортон создали первые в мире кварцевые часы. Однако только в 1969 году технология была фактически миниатюризирована для использования в наручных часах Seiko, чья первая кварцевая модель Astron проложила путь к производству электроэнергии.

По мере роста массового производства и снижения розничных цен кварцевые часы вскоре превзошли популярность более традиционных механических часов.Его пик пришелся на 1970-е годы, период, который более традиционные часовщики Швейцарии называют «кварцевым кризисом», а в США и Азии – «кварцевой революцией».

Улучшение изохронности

С момента зарождения часовой индустрии мастера работали над улучшением изохронности часов. Наличие хорошей изохронности означает, что часы стабильно показывают время при различных положениях и температурах. Кварц позволил развитию часов сделать большой шаг вперед в этой области, потому что он очень инертен и относительно устойчив к колебаниям материала (хотя и не полностью непроницаем).

В основе этого прорыва лежит открытие исследователями того, что кристаллы кварца можно заставить колебаться с невероятно стабильной скоростью, когда через них пропускают электрический ток, и что они затем испускают небольшое собственное напряжение в качестве ответа. Когда электричество проходит через правильно разрезанный и сформированный кварц, он вибрирует 32 768 раз в секунду. Затем ученые могут создать интегральную схему, которая способна «слушать» кристалл и подсчитывать колебания через пьезоэлектрический выход кристалла.Эту информацию и энергию можно использовать для отправки сообщения и импульса стрелкам или дисплею кварцевых часов о том, что пора двигаться.

Учет колебаний температуры

Чтобы кварц вибрировал с правильной частотой, он должен быть разрезан в форме камертона вдоль определенной плоскости кристалла (представьте, что дерево раскалывается вдоль волокон). Резка кристалла по правильной плоскости кристалла также помогает минимизировать восприимчивость кристалла к температуре, которая, хотя и минимальна, по-прежнему является проблемой для всех кварцевых генераторов.Производители кварцевых часов придумали простое решение для поддержания постоянной температуры кристаллов, просто посоветовав владельцам регулярно носить часы, которые, естественно, поддерживают оптимальную температуру. В результате хронометраж кварцевых часов отклоняется примерно на ± 0,5 секунды.

Однако есть и другие меры, которые могут быть предприняты для уменьшения влияния температуры на характеристики кварцевых часов. Самые тонкие механизмы с кварцевым управлением могут точно измерять свою температуру и вносить коррективы для компенсации колебаний.В кварцевых калибрах высшего класса используются механизмы термокомпенсации, чтобы их механизмы соответствовали минимальным стандартам сертификации хронометров.

Независимое тестирование

По оценке независимой испытательной организации, хронометр является превосходным хронометром. Наиболее распространенным органом тестирования является COSC (Contrôle Officiel Suisse des Chronomètres). Требования COSC к кварцевым хронометрам требуют, чтобы стандартная средняя дневная скорость составляла ± 25,55 секунды в год. Движение с использованием термокомпенсатора может достигать точности в пределах от ± 5 до ± 25 секунд в год.

Непрерывные инновации в технологии кварцевых часов

Исследования в области кварцевой технологии все еще продолжаются. В 2018 году Citizen представила калибр 0100 Eco-Drive на выставке Baselworld в Швейцарии. Калибр 0100 предположительно имеет точность до ± 1 секунды в год, что является невероятным технологическим достижением. Эти уточнения были внесены путем регулировки среза кристалла кварца, увеличения его колебаний до 8 388 608 колебаний в секунду и использования термокомпенсатора. Хотя цена на эту технологию в настоящее время непомерно высока для многих (Citizen 0100 начинается с 7400 долларов), ее исследование и усовершенствование могут привести к тому, что в ближайшем будущем она станет более доступной.

Гора Ида имеет право называться кварцевой столицей

MOUNT IDA – Да, есть официальные минеральные ресурсы штата Арканзас. Согласно голосованию Генеральной Ассамблеи в 1967 году, это кристалл кварца.

Это обозначение может показаться несколько менее ослепительным, чем высота бриллианта как официального драгоценного камня штата Арканзас. В конце концов, обручальные кольца не украшены кварцем.

Но даже бриллиант в несколько каратов вряд ли может быть более привлекательным, чем самые эффектные образцы кварца.Некоторые хумдингеры выставлены вместе с другими великолепными минералами и драгоценными камнями в Кварцевых шахтах и ​​музее Вегнера за пределами горы Ида.

Гора Ида с населением чуть более 1000 человек провозглашает себя «Мировой столицей из кристаллов кварца». Городище округа Монтгомери является частью «кварцевого пояса» шириной от 30 до 40 миль, который проходит через ядро ​​гор Уашита из области Хот-Спрингс на запад в Оклахому.

Посетители могут копать свой кварц в нескольких других кристаллических рудниках в этом районе, включая Sweet Surrender, Twin Creek и Board Camp.Они могут купить образцы этого минерала в дюжине или около того каменных магазинов. Они могут узнать историю местной добычи полезных ископаемых в Доме-музее Маунт-Ида в округе Монтгомери.

Но Wegner’s – это место, где можно полюбоваться золотым дном из экспонатов музейного качества, собранных владельцем Ричардом Вегнером. Игрок на мировом рынке хрусталя, он собрал коллекцию кварца, цитрина, камня хризантемы и других минералов, добытых в Арканзасе и других местах.

Среди них – фантомный кварцевый кластер из его рудников, в котором каждый кристалл отображает очертания множества более мелких кристаллов, известных как фантомы.Из Бразилии привозят цитриновую жеоду оранжевого цвета, известную в викторианскую эпоху как Камень Торговцев.

Лучшие из этих красавиц оцениваются в бесчисленные тысячи долларов, хотя образцы, добытые на местном уровне, начинаются с нескольких долларов за фунт.

Посетители могут также охотиться на собственные кристаллы в хвостохранилище Вегнера за 10,50 долларов, а молодежь и пожилые люди платят 6,60 долларов. Предлагаются туры в шахту от 15 долларов на человека.

Дом-музей наследия демонстрирует лишь несколько впечатляющих кристаллов.Но его экспонаты полностью объясняют происхождение кварца, обычного минерала, кристаллизовавшегося под сильным геологическим давлением. Считается, что этот процесс произошел в Уачитасе около 250 миллионов лет назад.

Кристаллы кварца использовались для изготовления генераторов для радиоприемников, компьютерных микросхем и часов. Они являются ингредиентом синтетических каменных материалов, используемых в кухонных столешницах. Коллекционеры ценят их красоту как образцы минералов.

И, как отмечается в «Энциклопедии истории и культуры Арканзаса», «Многие люди верят, что кварц обладает метафизическими свойствами, и последователи движения Нью Эйдж обращаются к кристаллам за их предполагаемые целебные качества и как на помощь измененным уровням сознания.«

Даже скептики, считающие Нью Эйдж устаревшим во втором десятилетии 21 века, все еще могут быть поражены лучшими кристаллами, которые можно увидеть у Вегнера.

Кварцевые рудники и музей Вегнера в трех милях к югу от горы Ида открыты с 8:00 до 16:30. С понедельника по пятницу до середины марта, затем ежедневно до декабря. Возьмите арканзас 27 и поверните налево на Оули-роуд у знака. Позвоните заранее, чтобы узнать о наличии тура: (870) 867-2309. Веб-адрес: wegnercrystalmines.com.

Дом-музей наследия округа Монтгомери, 819 Люцерн-стрит, гора Ида, открыт с 9:00 до 16:00. Понедельник-среда и пятница с 13:00 до 16:00. Суббота Воскресенье. Вход свободный, пожертвования приветствуются. Звоните (870) 867-4422 или посетите сайт hhmmc.org.

Подробную информацию о других связанных с кристаллами сайтах в этом районе можно найти на arkansas.com/things-to-do/crystal-hunting.

Выходные 19.02.2015

кварцевых резонаторов и осцилляторов для управления частотой и синхронизацией – Учебное пособие, автор Джон Р.Vig

Этот документ был выпуск Центра исследований, разработок и инженерии связи и электроники армии США для неограниченного доступа распределение. Если не указано иное, правительственные документы США находятся в открытом доступе.

Кварцевые резонаторы и генераторы для управления частотой и синхронизацией – Учебное пособие Март 2004

Джон Р. Виг Центр исследований, разработок и инженерии связи и электроники армии США Форт Монмут, штат Нью-Джерси, США Дж[email protected]

Ред. 8.5.1.2, Джон Р. Виг, июль 2001 г., AD-M001251

Утверждено для публичного выпуска. Распространение неограничено

УВЕДОМЛЕНИЯ Выводы, содержащиеся в этом отчете, не должны рассматриваться как официальная позиция Министерства армии США. если это не указано в других уполномоченных документах. Цитирование торговых наименований и названий производителей в этом отчет не следует истолковывать как официальное одобрение правительства, согласие или одобрение коммерческих продуктов или упомянутые здесь услуги.

Содержание

Предисловие ………………………………………………………………………………… v

1. Приложения и требования ……………………………………… 1

2. Кварцевые кварцевые генераторы ……………………………………………… 2

3. Кварцевые резонаторы …………………………………………… 3

4. Стабильность генератора …………………………………………………………… 4

5. Свойства кварцевого материала …………………………………………… 5

6.Атомные стандарты частоты ………………………………………… 6

7. Сравнение генераторов и технические характеристики ……………………… 7

8. Время и хронометраж …………………………………………………… 8

9. Сопутствующие устройства и приложения ………………………………… 9

10. Порядок, веб-сайт и указатель судебных разбирательств ФТС ………… 10

Предисловие Почему это руководство?

«Все должно быть сделано как можно проще, но не проще», – сказал Эйнштейн.Основная цель этого «Учебное пособие» призвано помочь в представлении наиболее часто встречающихся концепций в области управления частотой и синхронизацией, как можно проще. Меня часто просили проинформировать посетителей, руководство и потенциальных пользователей прецизионных генераторов, а также были приглашены для проведения семинаров, учебных пособий и обзорных статей перед университет, IEEE и другие профессиональные группы. Вначале я потратил много времени на подготовку этих презентации.Много времени ушло на подготовку слайдов. По мере того, как я накапливал все больше и больше слайдов, он стало легче и проще готовить последовательные презентации. Меня часто просили предоставить «бумажные копии» слайды, поэтому я начал систематизировать, добавлять текст и заполнять пробелы в коллекции слайдов. Как сборник рос, я начал получать положительные отзывы и просьбы о дополнительных экземплярах. Видимо, это нашли и другие сборник быть полезным.В конце концов, я собрал этот документ, «Учебное пособие». Работа в процессе. я планирую включить новый материал, в том числе дополнительные примечания. Комментарии, исправления и предложения для будущих исправлений будут рады. Джон Р. Виг

ГЛАВА 1 Заявки и требования Кварц для запасов национальной обороны, Отчет Комитет по культивированному кварцу для запасов национальной обороны, Комиссия Национального консультативного совета по материалам по инженерным и техническим системам, Национальный исследовательский совет, NMAB-424, National Academy Press, Вашингтон, Д.С., 1985.

Применение кварцевых кристаллов в электронике

Кварц для запасов национальной обороны, Отчет Комитета по культивированному кварцу для национальной обороны Stockpile, Комиссия Национального консультативного совета по материалам по инженерным и техническим системам, Национальные исследования Совет, NMAB-424, National Academy Press, Вашингтон, округ Колумбия., 1985.

Рынок устройств регулирования частоты

(на ~ 2001 год)

Количество единиц в год рассчитано на основе неофициальных опросов лидеров отрасли. Цифры, вероятно, с точностью лучше, чем в два раза.

Навигация

Точное время необходимо для точной навигации. Исторически навигация была основным мотиватором в мужские поиски лучших часов.Еще в древности можно было измерить широту, наблюдая за звездами ». позиции. Однако для определения долготы проблема заключалась в выборе времени. Поскольку земля совершает один оборот за 24 часа долготу можно определить по разнице во времени между местным временем (которое было определено из положение солнца) и время на гринвичском меридиане (которое определялось часами):

Долгота в градусах = (360 градусов / 24 часа) x t в часах.

В 1714 году британское правительство предложило награду в 20 000 фунтов первому человеку, который произведет часы, которые позволил определить долготу судна до 30 морских миль в конце шестинедельного рейса (т. е. точность часов три секунды в сутки). Англичанин Джон Харрисон выиграл конкурс в 1735 году за свой изобретение хронометра.

Современные электронные навигационные системы по-прежнему требуют еще большей точности.По мере распространения электромагнитных волн 300 метров в микросекунду, например, если время судна было ошибочным на одну миллисекунду, навигационная ошибка В результате получится 300 километров. В Глобальной системе позиционирования (GPS) атомные часы на спутниках и кварцевые генераторы в приемниках обеспечивают точность наносекундного уровня. В результате (по всему миру) навигационная точность составляет около десяти метров (дополнительную информацию о GPS см. в главе 8).

Дава Собель, Longitude, Walker & Co., Нью-Йорк, 1995

Коммерческое двухстороннее радио

Исторически сложилось так, что число пользователей коммерческих радиостанций двусторонней связи увеличивалось, расстояние между каналами уменьшалось. сузились, и для удовлетворения спроса пришлось выделить более высокочастотные спектры. Более узкий канал расстояния и более высокие рабочие частоты требуют более жестких допусков по частоте как для передатчиков, так и для приемники.В 1940 году, когда использовалось всего несколько тысяч коммерческих передатчиков, скорость передачи 500 ppm толерантность была адекватной. Сегодня генераторы в миллионах сотовых телефонов (которые работают на диапазоны частот выше 800 МГц) должны выдерживать допуск по частоте 2,5 ppm и выше. 896-901 МГц и Для диапазонов мобильной радиосвязи 935–940 МГц требуется допуск по частоте 0,1 ppm на базовой станции и 1,5 ppm на мобильная станция.

Потребность в увеличении числа пользователей по-прежнему будет требовать все более высокой точности частот.8.

Р. Кинсман и Д. Ганн, “Требования к контролю частоты для наземной мобильной связи 800 МГц”, Proc. 35-я Ann. Symp. Контроль частоты, стр. 501-510, 1981.

Цифровая обработка аналоговых сигналов

Эффект временного джиттера

По мере того, как микропроцессоры и микросхемы цифровой обработки сигналов (DSP) становятся все более и более функциональными, обработка аналоговых сигналов, как показано в (A) выше, становится все более и более выгодной и осуществимой.Среди Преимущества цифровой (по сравнению с аналоговой) обработки заключаются в том, что в цифровых системах многие функции могут быть интегрированы на микросхеме (например, фильтрация, дифференцирование, интегрирование, линеаризация, модуляция и вычисление), системы могут легко и недорого дублировать и перепрограммировать, а системы не зависят от строгих допусков компонентов.

Однако перед обработкой аналогового сигнала он должен быть преобразован в цифровую форму.An аналого-цифровой (A / D) преобразователь (также сокращенно ADC) дискретизирует аналоговый сигнал с (обычно) равными интервалами времени и преобразует аналоговый сигнал в последовательность оцифрованных значений (т. е. аналоговый сигнал дискретизируется, измеренные, а затем преобразованные в квантованные числовые значения), как показано в (B) выше.

Одним из источников ошибок в АЦП является джиттер, то есть неопределенность времени дискретизации сигнала. В виде Как показано на (C), ошибка Δt во времени выборки вызывает ошибку ΔV в измеренном значении сигнала.В Чем выше разрешение (количество бит) и скорость АЦП, тем меньше допустимый джиттер. На ГГц частоты, некоторые требования к дрожанию тактовой частоты 16-битного АЦП составляют несколько фемтосекунд.

Фазовый шум генератора, который управляет тактовой частотой, является одним из источников временного джиттера. Осциллятор Вклад в джиттер представляет собой интеграл фазового шума L (f), обычно от 10 Гц до ~ 30 МГц.

Дж. А. Вепман, «Аналого-цифровые преобразователи и их применение в радиоприемниках», IEEE Communications Журнал, стр.39–45, май 1995 г.

Р. Дж. Лэки и Д. В. Упмал, «Speakeasy: The Military Software Radio», журнал IEEE Communications, стр. 56-61, Май 1995.

Синхронизация цифровой сети

• Синхронизация играет важную роль в цифровых телекоммуникационных системах. Это гарантирует, что информация передача выполняется с минимальными событиями переполнения или опустошения буфера, т.е. с приемлемым уровнем «промахов».” Промахи вызывают проблемы, например, пропадание строк при передаче ФАКСА, щелчки при передаче голоса, потеря шифрования ключ в безопасной передаче голоса и ретрансляции данных.

• В сети AT&T, например, синхронизация распределяется по иерархии узлов. Источник-приемник синхронизации связь устанавливается между парами узлов, содержащих часы. Часы бывают четырех типов, по четыре “уровни слоя”.

Дж.Э. Абате, Э. В. Баттерлайн, Р. А. Карли, П. Гриндык, А. М. Черногория, К. Д. Ниар, С. Х. Ричман и Г. П. Зампетти, Новый подход AT&T к синхронизации телекоммуникационных сетей, IEEE Communications Журнал, стр. 35-45, апрель 1989 г.

Дж. Пан, “Настоящее и будущее синхронизации в телефонной сети США”, IEEE Transactions on Ultrasonics, Сегнетоэлектрики и регулирование частоты. UFFC-34, № 6, стр. 629-638, ноябрь 1987 г.

Карташофф П. Синхронизация в сетях цифровой связи, Proc. IEEE, т. 79, pp. 906-914, 1991.

Фазовый шум в системах ФАПЧ и PSK

Фазовый шум генераторов может приводить к ошибочному обнаружению фазовых переходов, т. Е. К битовым ошибкам, когда Используется цифровая модуляция с фазовой манипуляцией (PSK). Например, в цифровой связи, где 8-фазный PSK используется максимальный допуск по фазе ± 22.-3 радиан на частоте 10 МГц становится 1 радиан на частоте 10 ГГц. Такие большие фазовые экскурсии могут иметь катастрофические последствия для производительность систем, например, тех, которые полагаются на систему фазовой автоподстройки частоты (PLL) или фазовую манипуляцию (PSK). Низкий В таких приложениях необходимы генераторы, нечувствительные к шуму и ускорению.

См. Раздел «Эффекты ускорения» в главе 4 для получения дополнительной информации о шумах, вызванных ускорением, и фазовые экскурсии.

Дж.Э. Абате, Э. В. Баттерлайн, Р. А. Карли, П. Гриндык, А. М. Черногория, К. Д. Ниар, С. Х. Ричман и Г. П. Зампетти, Новый подход AT&T к синхронизации телекоммуникационных сетей, IEEE Communications Журнал, стр. 35-45, апрель 1989 г.

Дж. Пан, “Настоящее и будущее синхронизации в телефонной сети США”, IEEE Transactions on Ultrasonics, Сегнетоэлектрики и регулирование частоты. UFFC-34, № 6, стр. 629-638, ноябрь 1987 г.

Карташофф П. Синхронизация в сетях цифровой связи, Proc. IEEE, т. 79, pp. 906-914, 1991.

Размещено 5/6/2011 Оценка смачиваемости

с помощью адсорбции масла с использованием кварцевых микровесов с диссипацией QCM-D | SPE Europec, представленный на конференции и выставке EAGE

Увлажняющие свойства пластовых пород определяются тенденцией отдельных минералов, составляющих пластовые породы, адсорбировать нефть во время взаимодействий сырая нефть / рассол / порода (COBR).Чтобы исследовать кинетику адгезии масла во время взаимодействий COBR, один из подходов состоит в оценке тенденций адгезии масла отдельных минералов. Цель представленного исследования состояла в том, чтобы охарактеризовать смачиваемость путем определения склонности минералов к масляной адгезии с использованием кварцевых микровесов с диссипацией (QCM-D). Кинетику массы (Δm _адс ) и толщину (Δt) адсорбированной пленки моделировали математически с использованием соотношения Зауэрбрея с выходными данными QCM-D в качестве входных данных.Кроме того, мы представляем оценку моделирования поверхностного комплексообразования (SCM) возможных электростатических связей в исследуемой системе COBR.

Кинетика адсорбции нефти во время взаимодействий COBR была заметной во время последовательности закачки пластовой воды (FW) / нефтесодержащей нефти (STO) / FW с датчиком каолинита по сравнению с кварцевым. Об этом свидетельствует относительно высокое изменение частотного сигнала FW (Δf) до и после закачки STO с датчиком каолинита по сравнению с кварцем.Незначительное изменение частотного сигнала (Δf≈ 0) наблюдалось во время различной последовательности впрыска с кварцевым датчиком. Это свидетельствует о незначительной адсорбции, что подтверждает гидрофильную природу кварцевого сенсора. Математическое моделирование толщины (Δt) и массы (Δm _ad ) адсорбированной пленки также показывает, что каолинит более смачивается нефтью, чем кварц. Об этом свидетельствует относительно высокая величина адсорбированной нефти на каолините (Δt = 6 нм – 14 нм и Δm = 1600 нг – 3500 нг).Результаты SCM также подтверждают незначительную (≈ 0,008) электростатическую парную связь для кварцевого сенсора по сравнению с каолинитом (≈ 0,3). Это показывает, что тенденция к адсорбции масла на датчики каолинита была относительно высокой по сравнению с кварцевыми. Электростатические парные связи показывают, что доминирующей электростатической парной связью, существующей между минеральным рассолом и границей раздела нефть-рассол, была связь катионов двухвалентными катионами, такими как Ca ²⁺ и Mg ²⁺ .